BOMBAS APLICADAS A LA MINERIA LABORATORIO BOMBAS DE PULPA1. 1. OBJETIVOS • • • • •
Conocer el funcionamiento y característica de la bomba de pulpa. Reconocer Reconocer sus aplicaciones en la industria moderna. Poder apreciar su costo de operación y mantenimiento de la bomba de pulpa. Reconocer Reconocer si las condiciones de operación en las mineras desafían a t odas las bombas convencionales. Entend Entender er por qué se usa reves revestim timien iento to interi interior or de materi materiale ales s de goma, materiales sintéticos, poliuretano o hechas con aleaciones con níquel.
2. MARCO TEÓRICO:
A. BOMB BOMBAS AS PARA PARA PULP PULPA A Cuando las condiciones topogr!cas no son adecuadas "pendientes en contra del #u$o, distancias muy grandes, etc.%, se requiere mover la pulpa con un sistema de bombeo. &as bombas utili'adas para esto son de características distintas a las bombas para agua pura, dada la alta densidad, viscosidad y abrasividad de la pulpa. &as bombas ms utili'adas son( • •
)ombas centrífugas )ombas de despla'amiento positivo "plunger y pistón%
Datos de caracterst!cas de d!se"o &a bomba de pulpas cuenta con componentes adicionales tales como( El e$e de acero aleado de alta resistencia y gran formato debe ser soportado por co$inetes de alta resistencia lubricados con grasa en una unidad de cartucho autónoma • *na doble $unta proporciona que un sellado !able de los co$inetes frente a la contaminación Es preferible un de dise+o modular para lograr total • intercambiabilidad de los componentes que reducirn al mínimo los niveles de eistencias • &a opción de desambla$e por la parte posterior facilitaría la inspección y el mantenimiento
A#$!cac!o%es t#!cas • •
-inería y procesamiento de minerales &odos altamente abrasivos
raba$os raba$os de recirculación de la descarga de molinos autó/genos y semi/ autógenos 0limentación de ciclón • • Residuos y relaves mineros • Procesamiento Procesamiento industrial 1escarga de molinos • Ceni'as de centrales eléctricas y carbón • • 0rena y grava
• • • • • • •
&odos abrasivos de traba$os de minería )ombas de transferencia de lodos en planta Pulpa y papel &odos de cal 0l2mina 3ertili'ante 4eutrali'ación de cidos
&. EJEMPLO DE DESI'NACION DE LA MINERALBOMBAS DE PULPA: D!s#os!c!(%
BOMBA
PARA
PULPA
A$t)ra de I*#)$s!(% +, &a 0ltura de 5mpulsión "6%, se de!ne como la sumatoria de las pérdidas de carga por fricción, por singularidades y por desnivel geométrico.
En el clculo de bombas la altura de impulsión considera también otras pérdidas de carga como son por( presión, velocidad y succión. En el caso de traba$ar con pulpas hay que considerar lo siguiente( 1eterminar la altura de la pulpa como si fuera agua. Corregir la altura de impulsión de la pulpa por el factor 6R 7 R8P 7 9m:9o.
Correcc!o%es a A$t)ra de I*#)$s!(% +,&os catlogos de bombas de pulpa presentan las curvas de funcionamiento para agua pura por lo cual éstas deben ser corregidas para las características de la pulpa a impulsar. Para las bombas centrífugas se considera lo siguiente( Ecuación ;eneral(
1onde 6R < =Para determinar 6R se pueden utili'ar diversos métodos empíricos.
Mode$o de Mc E$a!% / Cae 1onde > se obtiene de un baco parametri'ado por la gravedad especí!ca de los sólidos. ?er !guras(
Mac E$a!% / Cae deter*!%ac!(% de ,R
Mode$o de S!$$0re%: &a ecuación es ms rigurosa y tiene la siguiente forma( 1onde(
D!*e%s!o%a*!e%to C$c)$o de A$t)ra de I*#)$s!(% corre0!da ,:
• • • •
1onde( 6 7 altura de impulsión en @m.c.pA • 6R 7 R8P 7 factor de corrección por efecto de sólidos en la pulpa 6R "dB, 8, Cp%. dB 7 dimetro medio de partículas a transportar @mmA 8 7 gravedad especí!ca de los sólidos. Cs 7 coe!ciente de seguridadD, pulpa no espumosa "relaves%,F pulpa espumosa "concentrados%
D!*e%s!o%a*!e%to3 c$c)$o 4t A$t)ra de I*#)$s!(% co% #)$#a3 ,T +*c#-: 1onde( 6f 7 pérdida de carga friccional, 9 &. • 68 7 pérdida de carga por singularidades. • • 6; 7 pérdida de carga por diferencia de cota "Gf HGi%. • 6i 7 pérdida de admisión desde el estanque de bombeo a la tubería de aspiración ",BvI:Ig%. 6suc 7 altura esttica de succión. • 6P 7 altura de presión en el sistema de ciclona$e. 8i se descarga a la • atmósfera 6P se omite y se usa 6e, que corresponde a la pérdida a la salida de la tubería vI:Ig%
Pote%c!a Co%s)*!da PM +#ote%c!a$ 5%a$ re6)er!da3 ,P-:
• •
P) 7 potencia de bombeo @6PA h 7 e!ciencia motor/transmisión 7 ,I.
Pote%c!a de Bo*7eo3 PB +,P-:
• •
P 7 potencia teórica @6PA hR 7 e!ciencia real de la bomba funcionando con pulpa( 4R 8 4C ,R
Cs
Pote%c!a te(r!ca PT +,#-:
Do%de: • • •
r 7 densidad de la pulpa @t:mJA K 7 caudal de pulpa @l:sA hC 7 e!ciencia de catlogo, hC "K, 6L%
A$t)ra %eta #os!t!a de as#!rac!(% +NPS,Es la energía mínima que debe tener el #uido la entrada de del impulsor de la bomba, epresada en metros de columna, para evitar la cavitación que es la formación de burbu$as de vapor en el interior de la bomba que se produce en los puntos en los que la presión est Mpor deba$o de &a presión de vapor del líquido "agua% El 4P86 disponible se obtiene así(
Do%de: , at*: Es la presión barométrica epresada en m de columna de agua "m.c.a.% 8u valor es =,JJmal nivel del mar y Nm a I. m sobre dicho nivel
, a#: Es la presión de vapor del #uido "agua% en m.c.a. que depende de su temperatura
+9!0III.-
;a: Es la diferencia de altura geométrica, positiva o negativa entre el nivel líquido en el depósito de aspiración y el e$e del rodete de la bomba.
+9!0.III.< / 9!0.III.=,#: Es la pérdida de presión debida al paso del líquido por el ori!cio de salida del líquido "enm.c.a.%
,#:Es la perdida de presión debida al ro'amiento en el conducto de aspiración "en m.c.a.%El NPS, de la bomba deber ser superior a ese valor dl 4P86 disponible
9!0. 9!0. <
9!0. =>. C?LCULO DE LA POTENCIA DEL MOTOR DE LA BOMBA &a potencia absorbida en el e$e de la bomba viene dada por(
Este valor se debe aumentar en un IO
P@: Potencia del motor de la bomba en >L. : caudal de pulpa en l:s ,*: 0ltura manométrica total, para agua. ρ(
1ensidad de la pulpa r*: rendimiento mecnico total de la bomba. Para este rendimiento se puede tomar un valor entre ,F y ,BB.El rendimiento de las bombas puede ir desde JO en una bomba de IBmm de dimetro de descarga hasta NO en una de IBmm.
Se$ecc!(% de $a 7o*7a El primer paso es escoger si la bomba ser hori'ontal "la ms utili'ada% o vertical, en función del traba$o a reali'ar. *na ve' reali'ada esta selección, los datos necesarios son( Caudal en litros:segundo • • 0ltura manométrica de la pulpa 6p • 4P86d disponible En la 3ig. N se muestran las curvas de una bomba con estos datos. 158PQ85C5Q4 1E -QQRE8 *8*0&E8
. DESCRIPCIÓN DEL BANCO DE PRUEBAS DEL SISTEMA DE MEDICIÓN: • • •
-edidor ?ernier 6uincha métrica -esa de apoyo
Procedimiento • Comen'amos a medir los dimetros del rodete. • ambién medimos las dimensiones de la voluta. Como son la abertura al ingreso de la bomba de pulpa. • • ambién medimos la dimensión a la salida de la voluta. • -edir las dimensiones del cuerpo espiral y todas las dimisiones. ?er los desgastes notables en la voluta y en el rodete o impulsor. • Pie'a anali'ada en nuestro informe la cubierta interna de l a bomba de pulpa es de material de caucho.
<. CONCLUSIONES •
8e observó un desgaste en la ubicación de la lengeta de la voluta. Es un desgaste apreciable del recubrimiento de materiales de goma, materiales sintéticos, poliuretano o hechas con aleaciones con níquel.
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ambién se puedes concluir la gran utilidad en la industria química, del mane$o de elementos abrasivos y corrosivos comoD el sulfato de cobre, antato, 85)S:-5)S,;*0R, cianuro, cido sulf2rico, cal, #oculantes, sulfato de 'inc, aero!nos, silicato de sodio, )5QS, cido muritico, sul!tos. &ógicamente todo esto permitir una alta e!ciencia de los procesos m ineros yreduciendo el uso de químicos costosos. En la mayoría de aplicaciones mineras, los rotores o impulsores de tales bombas supuestamente Tespeciales para pulpaU solo duran fracciones de semanas, mientras que en las bombas de diagrama, las mismas se obstruyen, fugan, o fallan catastró!camente a cabo de solo unos meses. Por endeD podemos concluir la gran importancia en la industria Tlas bombas de pulpaU.
=.BIBLIO'RA9A:
V&ER; 6icWs. )-E, )ombas, su Elección y aplicación. Compa+ía editorial Continental,8.0., -éico. =F. http(::LLL.sapiensman.com:bombas/para/pulpasXhidraulicaB.htm C040)R50 -anual de bombeo de pulpas ER0& LLL.scribb.com
