Espesadores de pasta

Los espesadores de pasta pueden ayudar a los productores a eliminar la necesidad de instalar piscinas de decantación y otras estructuras. Están diseñados para alcanzar las concentraciones de sólidos más altas posibles por medio de la separación por gravedad. El lodo resultante, descrito como pasta, a menudo es tan espeso que no hay posibilidad de segregarlo más ,es decir, no se puede lograr una mayor separación de agua y sólidos. Como guía, el material en pasta se mide con una tensión de rendimiento de >150 Pa. Las pastas luego se trasladan a las estructuras de los lagunajes mediante bombas de desplazamiento positivo.

Debido a la gran concentración de sólidos en el espacio resultante, los productores pueden reducir, y a veces eliminar, en gran medida  , el tamaño, la estructura y el volumen del lagunaje. También son capaces de eliminar el agua o las piscinas independientes. Esto no solo crea un ambiente de trabajo más seguro, sino que también ayuda a cumplir con los requisitos de permisos y regulaciones.

Por qué conviene utilizar los espesadores de pasta de McLanahan

McLanahan ofrece espesadores de pasta con y sin vallas y rastrillos, en función de los resultados de proceso buscados por los productores. Los ingenieros de proceso de McLanahan prueban y diseñan el espesador de pasta con herramientas de diseño patentadas con el fin de lograr el valor apropiado para cada operación. Utilizan su propio taller o una red global de subcontratistas para la fabricación, con el fin de garantizar que los retos logísticos se puedan resolver fácilmente.

Cada espesador de pasta de McLanahan incluye sensores de presión de puntos y dispositivos al nivel de camas para rastrear con precisión el nivel y la densidad de los lodos. Los controles lógicos programables ejecutan el sistema y registran datos como la velocidad de alimentación, el pH, el nivel de lodo y la concentración de sólidos. Las transmisiones hidráulicas pueden proporcionar una excelente muestra de la torsión en la estructura del rastrillo, y la descarga del caudal inferior puede ajustarse para activarse en función de la densidad del lodo, la demanda aguas abajo, el nivel de lodo o los temporizadores simples.

Cómo funcionan los espesadores de pasta

La sección superior del espesador de pasta es idéntica a la del espesador de alta velocidad y se basa en el logro de condiciones óptimas de floculación en el sistema de alimentación patentado. Los sólidos óptimos en el pozo de alimentación se determinan comúnmente por medio de pruebas. Es preciso asegurar que las velocidades de salida del pozo de alimentación no causen corte excesivo y fractura de las partículas floculadas.

Al salir del pozo de alimentación, los sólidos floculados decantan conforme a su velocidad de decantación libre para formar una cama no consolidada. Los efectos de compresión del aumento de la altura de la cama de lodo combinada con la acción del rastrillo y de las vallas para crear canales de desagüe consolidan la cama de lodo. En principio, cuanto más alta sea la pared lateral del tanque, mayor será el efecto de compresión y mayor será la densidad del caudal inferior.

Los lodos de alta densidad tienen una mayor resistencia al flujo, por lo que el desplazamiento del material a la zona de descarga requiere más fuerza. Por lo tanto, cuanto mayor sea la tensión de rendimiento del caudal inferior, mayor y más potente deberán ser tanto la transmisión como la estructura del rastrillo. 

La inclinación del piso del tanque a menudo se incrementa para ayudar al transporte de la pasta espesada, y comúnmente se utilizan 30 y 45 grados.

Se puede considerar una opción intermedia basada en el uso de un diseño sin rastrillo (ULT). En este caso, el costo y la complejidad de una transmisión mecánica se cambia por una cama de lodo profunda y una imagen más inclinada de la pendiente del suelo a 60 grados. El diseño ULT no alcanzará la misma densidad de caudal inferior que el espesador de pasta con rastrillo y vallas, pero puede ser más económico. Otra ventaja de esta opción es que se puede acoplar a la bomba centrífuga M3H de McLanahan, lo que elimina el desafío que implica para el operador usar la bomba de desplazamiento positivo.

Aplicaciones populares de los espesadores de pasta

Los espesadores de pasta son utilizados por productores de minerales y áridos, así como por contratistas ambientales, donde los beneficios de un caudal inferior de alta densidad se traducen en un ahorro en los costos de procesamiento aguas abajo y los costos de las instalaciones de almacenamiento de residuos, o bien en menores volúmenes en las operaciones de lixiviación.

Características y beneficios de los espesadores de pasta

  • Produce la concentración de sólidos más alta que se puede lograr a partir de lodos mediante el espesamiento solo por gravedad
  • Máxima recuperación de agua
  • Los caudales inferiores con frecuencia logran la consistencia de la pasta, lo que significa que no hay más separación de agua libre
  • Las vallas giratorias proporcionan vías para liberar agua de los lodos y permiten una mayor compactación
  • Los lodos de pasta requieren menos infraestructura para los lagunajes

Preguntas Frequentes

¿Qué es la pasta?

La pasta puede definirse como la reología o resistencia de un material al flujo y suele medirse mediante un reómetro. Los reómetros pueden venir en una amplia gama de tipos y sofisticaciones, desde el "reómetro 50c" de Boger hasta un cono de asentamiento de hormigón, pasando por viscosímetros de copa y de paletas. Los estándares de la industria generalmente expresan la reología como tensión de rendimiento en pascales medido en el viscosímetro de paletas. Por lo general, se considera que la pasta es un material con una tensión de rendimiento de >150 Pa.

¿La pasta significa alta densidad/altos sólidos?

No siempre. La compleja interacción de la química de superficie impulsada por los diferentes tamaños de las partículas y la composición del material significa que la relación entre la tensión de rendimiento y la concentración de sólidos es específica para cada sustancia determinada. Cuanto mayor sea el área de la superficie (menor tamaño de partícula), más tenderá a causar una consistencia de pasta a niveles más bajos de sólidos, por ejemplo, las lamas de arenas minerales finas pueden presentar características de pasta a un ~30 % de sólidos peso por peso, pero los residuos de oro no serán pasta hasta lograr un ~70 % de sólidos. Por lo tanto, un espesador de pasta está diseñado para alcanzar un objetivo reológico en lugar de un objetivo de densidad.

¿Los espesadores de pasta pueden operar a una velocidad más alta (flujo)?

No, no para los mismos objetivos de entrada y salida. Aunque nuestros ingenieros de McLanahan son muy inteligentes, no pueden cambiar la física. Sin embargo, dado que los espesantes de pasta se eligen comúnmente para aplicaciones en las que la densidad de caudal inferior (reología) es el criterio de diseño clave, las opciones alternativas, como la claridad de desbordamiento o el consumo de floculante, pueden ser menos importantes y pasar a segundo plano adrede para lograr una menor inversión de capital o diseño. Por lo tanto, los espesadores de pasta suelen funcionar a una mayor velocidad de ascenso que los espesadores convencionales o de alta velocidad (ya sea usando más floculante o aceptando más sólidos en el desbordamiento), lo que da la impresión de tener una mayor capacidad.

¿Cuál es la diferencia de precio entre el espesador de alta velocidad y el espesador de pasta?

Un espesador de pasta normalmente utiliza un diseño de tanque elevado. Para lograr una mayor compresión, se requiere una pared lateral adicional. Para soportar la carga adicional se requiere un diseño de tanque mucho más robusto. El movimiento de lodo espesado de hasta 10 veces la tensión de rendimiento requiere una transmisión mecánica y una estructura de rastrillo capaz de multiplicar por 10 la torsión. Por lo tanto, no es habitual que un espesador de pasta cueste entre dos y tres veces más que un espesador de alta velocidad.

¿Cómo se justifica el costo adicional de un espesador de pasta?

Por la capacidad de depositar residuos sin posibilidad de segregación con una huella ambiental mucho más pequeña que pueda ser rehabilitada mucho más rápido, lo cual significará un ahorro muy significativo en los costos de gestión de las instalaciones de almacenamiento de residuos. Los circuitos de lavado a contracorriente o las aplicaciones de alimentación de lixiviación mejoran significativamente la eficiencia, ya que requieren menos productos químicos o agua de lavado al reducir el volumen de líquido en cada etapa.

¿Qué es la reología pseudoplástica?

Las propiedades reológicas de la mayoría de las pastas se ven afectadas por los cambios en las condiciones de corte. Dado que los residuos floculados se crean por medio de una red de filamentos de polímeros, las propiedades de flujo (y por lo tanto la bombeabilidad) pueden mejorarse utilizando un mecanismo de reología pseudoplástica. Los espesadores de McLanahan pueden equiparse con un circuito de reología pseudoplástica si fuera necesario.

¿Cómo verifico y controlo un espesador de pasta?

Los principios básicos del control del espesador son comunes en todos los estilos; sin embargo, las consecuencias de que el espesador de pasta se salga del parámetro de control son a menudo peores. Es preciso prestar más atención a fin de garantizar que el espesador de pasta tenga un conjunto completo de instrumentación y control.