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Operaciones Unitarias en Procesos Químicos

Cristalizadores 6 noviembre 2009

Filed under: Uncategorized — anabelgarciaavila @ 14:31

Una forma de clasificar los aparatos de cristalización se basa en el método utilizado para crear la sobresaturación:

Sobresaturación producida por enfriamiento sin evaporación apreciable, por ejemplo, cristalizadores de tanque.
Sobresaturación producida por evaporación, con enfriamiento apreciable, por ejemplo, evaporadores de cristalización, cristalizadores-evaporadores.
Evaporación combinada con enfriamiento adiabático: cristalizadores al vacío.

Cristalizadores de suspensión mezclada y de retiro de productos combinados

Este tipo de equipo, llamado a veces cristalizador de magma circulante, es el más importante de los que se utilizan en la actualidad. En la mayor parte de los equipos comerciales de este tipo, la uniformidad de la suspensión de los sólidos del producto en el cuerpo del cristalizador es suficiente para que se pueda aplicar la teoría. Aun cuando se incluyen ciertas características y variedades diferentes en esta clasificación, el equipo que funciona a la capacidad mas elevada es del tipo en que se produce por lo común la vaporización de un disolvente, casi siempre agua.

Cristalizador de enfriamiento superficial

Para algunos materiales, como el clorato de potasio, es posible utilizar un intercambiador de tubo y coraza de circulación forzada, en combinación directa con un cuerpo de cristalizador de tubo de extracción.

Es preciso prestar una atención cuidadosa a la diferencia de temperatura entre el medio enfriador y la lechada que circula por los tubos del intercambiador.

Cristalizador de evaporación de circulación forzada

La lechada que sale del cuerpo se bombea a través de una tubería de circulación y por un intercambiador de calor de coraza, donde su temperatura se eleva de 2 a 6 °C. puesto que este calentamiento se realiza sin vaporización, los materiales de solubilidad normal no deberán producir sedimentación en los tubos.

Cristalizador evaporador de desviador y tubo de extracción (DTB).

Puesto que la circulación mecánica influye considerablemente en el nivel de nucleación dentro del cristalizador, se han desarrollado muchos diseños que utilizan circuladotes situados dentro del cuerpo del cristalizador, reduciendo en esta forma la carga de bombeo que s ejerce sobre el circulador. Esta técnica reduce el consumo de potencia y la velocidad de punta del circulador y, por ende, la rapidez de nucleación.

La suspensión de los cristales de productos se mantiene mediante una hélice grande y de movimiento lento, rodeada por un tubo de extracción dentro del cuerpo. La hélice dirige la lechada hacia la superficie del líquido, para evitar que lo sólidos pongan en cortocircuito la zona de sobresaturación mas intensa.

La lechada enfriada regresa al fondo del recipiente y vuelve a recircular a través de la hélice.

Cristalizador de refrigeración de contacto directo.

En estos sistemas, es conveniente mezclar el refrigerante con la lechada que se enfría en el cristalizador, de modo que el calor de vaporización del refrigerante del refrigerante sea relativamente inmiscible con el licor madre y capaz de sufrir separación, compresión, condensación y un reciclaje subsiguiente en el sistema de cristalización.

Cristalizador de tubo de extracción (DT).

Este cristalizador se puede emplear en sistemas en que no se desea ni se necesita la destrucción de las partículas finas. En esos casos se omite el desviador y se determina el tamaño del circulador interno para que tenga una influencia mínima de nucleación sobre la suspensión.

 

EQUIPOS DE CRISTALIZACIÓN

Filed under: Uncategorized — anabelgarciaavila @ 14:15

Algunos principios básicos que se aplican para el diseño de cada unidad individual.
1.Controlar el nivel de sobresaturación correspondiente a bajas
velocidades de formación de núcleos.
2. Mantener un número suficiente de cristales de siembra en
suspensión de manera tal que haya suficiente área superficial de la
suspensión para la deposición del soluto.
3. Poner en contacto los cristales de siembra con la suspensión tan
pronto como sea posible para evitar pérdidas debido al decaimiento
del tiempo.
4. Remover el exceso de núcleos tan pronto como sea posible
después de su formación.
5. Minimizar la nucleación secundaria manteniendo la entrada de
energía mecánica y el frotamiento de cristales tan bajo como sea
posible.
6. Mantener una densidad del magma tan alta como sea posible, en
general mientras mayor es la densidad del magma, mayor es el
tamaño promedio de los cristales.
7. Minimizar la acumulación de sólidos por eliminación de gradientes
localizados de transferencia de masa y calor (puntos calientes o
fríos), evitar restricciones innecesarias de flujo y operar a
gradientes de temperatura o de sobresaturación tan bajos como
sea posible.
8. Proveer un ambiente químico ( es decir impurezas aditivos, etc) que
favorezca la forma y crecimiento de los cristales.

 

Descripción del proceso

Filed under: Uncategorized — anabelgarciaavila @ 11:11

1. La preparación del material.
El material extraído de un yacimiento para su lixiviación inicia su camino de preparación con su fragmentación (chancado y molienda) para obtener dimensiones mucho más pequeñas de lo que antes eran grandes pedazos de rocas (el tamaño final puede alcanzar hasta un tamaño de 30 micras1), con el objeto de que el proceso de separación del mineral valioso sea más eficiente y rápido.
2. El transporte de material a la zona de lixiviación
Luego del chancado y molienda, el material debe ser llevado y dispuesto adecuadamente sobre el área de lixiviación. Por lo general las operaciones mineras usan para ello volquetes gigantes, aunque en algunos casos se realiza este trabajo mediante fajas transportadoras.
3. Formando pilas
Para el adecuado proceso, es necesario que el material molido sea acumulado sobre la membrana impermeable en montículos (pilas) de varias toneladas, formando columnas de ellos de manera ordenada.
4. Bañado o Riego
Una vez completadas las pilas de acuerdo a la capacidad de la membrana, se aplica en repetidas oportunidades y lentamente, a modo de riego por goteo o aspersores, una solución especial sobre la superficie del material. Lo solución es la mezcla de químicos disueltos en agua, los cuales varían dependiendo del material que se este trabajando y los productos a obtener (oro, cobre, etc.). La solución líquida tiene la propiedad de disolver el mineral y de esa manera fluir con el líquido hacia el sistema de drenaje. Estos líquidos son transportados mediante las tuberías instaladas hacia una poza.
5. Almacenaje y recuperación
Como se dijo líneas arriba, la sustancia obtenida del proceso de riego es transportada hacia pozas construidas y acondicionadas para almacenarlas en tanto se programe su ingreso a la siguiente etapa del proceso (recuperación y concentración). Cabe indicar que al igual que se recupera mineral valioso de la sustancia obtenida, se recupera también el agua involucrada en ella, la misma que se reutiliza en los siguientes procesos de lixiviación, buscando hacer un uso más eficiente de este recursos. De igual forma, el área donde se realiza la lixiviación, es recuperada luego de unos años de uso. Así se procede a restituir la vegetación propia de la zona, cuidando y monitoreando su desempeño.

 

Cuestión de suma importancia sobre lixiviación

Filed under: Uncategorized — anabelgarciaavila @ 10:53

Una cuestión previa de suma importancia
El proceso de lixiviación requiere de la preparación adecuada y responsable del área donde se va a realizar la acción de lixiviar. Para ello, los trabajos de acondicionamiento velan por no generar impactos negativos al ambiente y al mismo tiempo lograr que el proceso sea eficiente. Entre los trabajos que se realizan, cabe mencionar los estudios previos de suelo, agua y aire, que brindan información valiosa para el diseño y seguimiento del proceso.
Las áreas de terreno dedicadas a este proceso son lugares amplios y llanos sobre la que se coloca una membrana impermeable (conocida como geomembrana) que aislará el suelo de todo el proceso químico que se ejecutará arriba.
Además, en toda el área se acondiciona:

  • Un sistema de cañerías distribuidas homogéneamente que se utilizan para transportar y rociar la sustancia lixiviante sobre el mineral.
  • Un sistema de tuberías (sistema de drenaje) especiales que recogen las soluciones que se irán filtrando a través del material apilado durante el proceso.
 

 
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