Evaluación de un sistema de clasificación hidráulica para separación diferencial de mezclas sólidas

Abstract

RESUMEN: Se evaluó un sistema de clasificación hidráulica para separación diferencial de mezclas sólidas en 4 puntos de descarga equidistantes, mediante un diseño factorial 23 para cada una de estas descargas, siendo los factores a evaluar el caudal en 0,9 y 2,7 m3/h, la densidad en 1.420 y 2.520 kg/m3 y el tamaño de partícula en 0,0005 y 0,002 m, la variable de respuesta fue el grado de recuperación de cada material; los modelos obtenidos mediante el software estadístico Stat-Graphics presentaron correlaciones mayores del 99%, los modelos se validaron experimentalmente en dos casos: primero, clasificación de un material en diversos tamaños e igual densidad, y segundo, separación de dos materiales de igual tamaño pero diferente densidad. Los materiales usados fueron carbón y cuarzo; estos se caracterizaron en término de sus propiedades como partículas; individuales y como masa de partículas, la separación por tamaños se hizo mediante análisis granulométricos por tamizado. Los porcentajes de error en el primer caso resultaron ser bajos, entre 0,7 y 14%, sin embargo, para el segundo caso los errores en la predicción de la separación del material más pesado resultaron muy elevados (superiores a 50%), debido tal vez a la naturaleza del material. Finalmente, los modelos encontrados se constituirán como una base para seguir estudiando aquellas variables de operación y diseño que en la práctica determinan la respuesta dinámica y el rendimiento operacional de estos procesos, para la búsqueda de condiciones óptimas de operación.

ABSTRACT: A hydraulic classification system having four equidistant discharge points for solid mixtures was evaluated using a 23 factorial experimental design for each discharge. The evaluation factors consisted of 0.9 to 2.7 m3/h flow rate, 1,420 to 2,520 Kg/m3 particle density and 0.0005 to 0.002 m particle size. The response variable was the degree of each material’s recovery efficiency. Stat Graphics statistical software was used for obtaining the theoretical models, showing higher than 99% correlation between them. The theoretical models were experimentally validated for two cases: classifying different sized material having the same density and classifying materials having equal size but different density. Coal and quartz were the materials used for the model; they were characterised in terms of their propertied as individual particles and as a mass of particles. Size separation was done by sieve (granulometric) analysis. Error percentages were low (0.7% to 14%) in the first experimental case; however, errors in the second case in predicting the separation of heavier material were very high (above 50%), perhaps due to the nature of the material. The above models will form the basis for continuing to study these operating and design variables which in practice determine such processes’ dynamic response and operational performance for the ongoing search for optimum operating conditions.