Los espesadores se utilizan para la separación sólido-líquido a gran escala por sedimentación. En general, el activo aprovecha la fuerza de la gravedad para separar los elementos. En otras palabras, la suspensión se bombea continuamente hacia el espesador, la mezcla en reposo proporciona la separación en la que los sólidos más densos precipitan y fluyen a través de una tubería (flujo inferior). Mientras tanto, el líquido sale por la tubería situada en la parte superior del tanque.
Esos activos son, básicamente, tanques de hormigón equipados con un mecanismo de raspado para eliminar el material sedimentado y una cámara central que recibe la mezcla. La finalidad de este compartimento es evitar que la fuerza de entrada mueva excesivamente la mezcla y dificulte así el proceso de suspensión.
El espesador contribuye, además, a generar un producto densificado, organizar las partículas sólidas unas sobre otras y mantener el sólido en suspensión, con el fin de evitar que el espesador se atasque.
Sin embargo, hay varios factores que influyen en el proceso de sedimentación, como la naturaleza (tamaño y forma) de las partículas, el pretratamiento (porcentaje de sólidos) de la pulpa, las características de la superficie y la viscosidad del líquido.
Principales fallas de los espesadores
Estructuralmente, los espesadores no suelen presentar muchos defectos en el tanque, el rastrillo o las tuberías. Sin embargo, siempre es importante vigilar el desgaste excesivo, las grietas y las fugas, que pueden detectarse durante las inspecciones rutinarias.
Otras fallas están relacionadas con componentes como bombas, motores y sistemas de accionamiento. Para evitarlas, es posible instalar un sistema de monitoreo del rendimiento, que ayudará a detectar fallas en una fase temprana y evitará paradas imprevistas.
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Además de estos problemas, existen otros relacionados con la eficacia del funcionamiento del espesador. En cuanto a la separación sólido-líquido, el proyecto de implantación debe basarse en el cálculo del área de la sección de sedimentación y la altura del equipo, obteniendo así el volumen de sedimento. Si el dimensionamiento no se realiza correctamente, la eficacia de la operación puede ser inferior a la esperada.
Un factor relevante (y que puede convertirse en un problema) es el ajuste de la velocidad del rastrillo. Si la velocidad es demasiado baja, dificultará el movimiento de los brazos. Si es demasiado rápida, producirá turbulencias y descompresión de la pulpa en el flujo inferior.
Otro problema es la presencia de una mayor proporción de materiales en rangos de granulometría más finos. Esto supone una reducción de la eficacia de separación y un mayor consumo de reactivos de agregación. Esta situación dificulta el funcionamiento de los filtros industriales. Las partículas lamelares y aciculares tienden a reducir la productividad del filtro y a cegar el medio filtrante.
Tipos de espesadores
Existen algunos modelos principales de espesadores, entre ellos:
- Convencional continuo: dispone de un sistema de alimentación y retirada del material espesado, así como de dispositivos de descarga del flujo inferior y de la canaleta.
- Alta capacidad: similar al convencional, pero con modificaciones estructurales para aumentar la capacidad del activo. Entre ellas se incluyen la inserción de lamelas o cambios en la colocación de la alimentación.
- Lamellas: tipo de espesador de gran capacidad con una serie de placas inclinadas que forman canales. Esta configuración aumenta la capacidad de sedimentación.
- Superespesadores: la gran diferencia radica en la alimentación a media altura. Su principio es flocular la alimentación y alimentar la pulpa ya floculada a media altura. De este modo, los flóculos crecen incorporando partículas sólidas y otros flóculos.
Espesadores X Clarificadores
Ambos se consideran agentes activos de sedimentación, pero el objeto de interés es diferente. En otras palabras, el objetivo de los espesadores es espesar el material de valor comercial o los residuos. Los clarificadores, por otro lado, tienen la función de generar un producto clarificado maximizado (rebalse). Para ello, la concentración de sólidos en la alimentación de la clarificación debe ser inferior al (5%) y la concentración de sólidos en el flujo inferior suele ser superior al 40%.
Aplicaciones de los espesadores industriales
El espesamiento produce un producto densificado (flujo inferior), que pasa a ser apto para la siguiente operación: bombeo, filtrado, acondicionamiento, etc. En algunos casos, se aplican floculantes para agregar las partículas finas, lo que contribuye a la sedimentación. Por lo tanto, es útil para:
- Obtención de pulpas con concentraciones adecuadas, por ejemplo: aumento del porcentaje de sólidos en una pulpa de mineral de hierro del 45% al 70% para bombearla a través de una tubería – espesadores de concentración;
- Espesamiento de residuos con una alta concentración de sólidos para un transporte y una eliminación más eficaces: espesadores de residuos;
- Recuperación de agua para reciclaje industrial con el fin de recuperar el flujo sobrenadante como agua de recirculación para el proceso de tratamiento del mineral;
- Recuperación de sólidos o solución de operaciones de lixiviación, utilizados en procesos hidrometalúrgicos.