A quién va dirigida: ingenieros y operadores de planta que eligen equipos de lavado de arena o que intentan averiguar por qué una línea de lavado pierde arena fina o produce arena húmeda.
Funcionamiento de un Hidrociclón
Un hidrociclón no tiene piezas móviles. Una bomba introduce la pulpa de arena a presión en la parte cilíndrica superior del ciclón a través de una entrada tangencial, de modo que la pulpa gira y desciende por el cuerpo cónico. Ese giro genera una fuerza centrífuga muchas veces superior a la gravedad.
- Las partículas gruesas y pesadas se desplazan hacia la pared, bajan en espiral y salen por el ápex inferior: la descarga inferior, que es el producto de arena.
- El agua y las partículas finas permanecen en el centro, ascienden en un vórtice interior y salen por el buscador de vórtice (vortex finder) superior: el rebose, que arrastra el limo y la arcilla.
El tamaño con el que una partícula tiene la misma probabilidad de salir por cualquiera de las dos salidas es el punto de corte (d50). Los ciclones para lavado de arena cortan normalmente a unos 0,063–0,075 mm. El corte se hace más fino con un diámetro de ciclón menor, una presión de alimentación mayor y un contenido de sólidos menor en la alimentación, y más grueso en sentido contrario.
Un ciclón de arena que trabaja bien descarga la arena en forma de abanico. Una descarga en forma de cordón (roping) indica que el ápex está sobrecargado y que la arena fina se está desviando al rebose: reduzca la carga de sólidos o abra el ápex.
Como la descarga inferior sigue húmeda, en una planta de arena los ciclones se montan sobre una criba desaguadora de alta frecuencia que escurre la arena antes de su salida. Junto con la bomba de pulpa y el sumidero, forman la compacta planta de lavado de arena.
Funcionamiento de un Clasificador de Tornillo
Un clasificador de tornillo es una artesa inclinada con una espiral que gira lentamente. La pulpa de arena entra por el extremo inferior, donde se forma una zona de sedimentación detrás de un vertedero de rebose. La arena se deposita en el fondo, la espiral la eleva por la pendiente fuera del agua y la arena escurre mientras sube, antes de descargarse por el extremo superior.
El agua con el limo y la arcilla pasa por encima del vertedero. Lo que sedimenta y lo que rebosa depende de la superficie de la zona de sedimentación y del caudal de rebose: cuanto mayor es esa superficie y más lenta el agua, más fina es la arena que se conserva. En la práctica, un clasificador de tornillo conserva la arena más gruesa de unos 0,15 mm (malla 100).
Los clasificadores de tornillo son sencillos y robustos: un solo accionamiento, una espiral lenta con hélices resistentes al desgaste, sin presión y sin bomba en la línea de arena. Los equipos de tornillo doble procesan bastante más arena que uno de tornillo simple del mismo tamaño. Consulte los clasificadores de tornillo HY y los lavadores de material fino GFW de GELEN.
Comparación Directa
| Hidrociclón con criba desaguadora | Clasificador de tornillo | |
|---|---|---|
| Fuerza de separación | Centrífuga, generada por la presión de la bomba | Sedimentación por gravedad |
| Punto de corte típico | Unos 0,063–0,075 mm | Unos 0,15 mm |
| Recuperación de arena fina | Alta | Menor: los finos salen con el rebose |
| Humedad del producto | Menor; desaguada en una criba de alta frecuencia | Mayor; escurre en el acopio |
| Piezas móviles en la línea de arena | Bomba de pulpa y excitadores de la criba | Solo la espiral lenta |
| Puntos de desgaste | Bomba, revestimientos del ciclón, paneles de la criba | Hélices de la espiral y revestimientos de la artesa |
| Sensibilidad a los cambios de alimentación | Necesita una densidad de pulpa estable | Tolera alimentaciones variables |
| Espacio ocupado para el mismo tonelaje | Compacto, unidad apilada | Máquina inclinada y larga |
¿Cuál Debe Usar?
Elija un clasificador de tornillo cuando
- La arena es media o gruesa y poca es más fina de 0,15 mm
- La sencillez de operación y el bajo mantenimiento importan más que recuperar cada grano fino
- La alimentación cambia mucho a lo largo del día
Elija una planta de lavado de arena cuando
- La arena fina es valiosa y se está perdiendo en los estanques
- El mercado pide una arena más seca que pueda venderse directamente desde el acopio
- El agua escasea, y un producto más seco y un circuito de agua más cerrado ayudan
Use ambos cuando
El clasificador de tornillo procesa el tonelaje principal y su rebose va a una planta de lavado de arena que recupera la arena fina que de otro modo perdería. Es una mejora habitual en plantas existentes: los finos que antes llenaban los estanques se convierten en un producto vendible.
Recuperación de Finos y Recirculación del Agua
Sea cual sea el equipo que separa la arena, el agua de rebose sigue arrastrando limo y arcilla. Recuperar esa agua es la última etapa del circuito de lavado:
- Estanques de decantación: la opción más sencilla; el limo se deposita y el agua clara se bombea de vuelta. Necesitan espacio y limpiezas periódicas.
- Espesador: un floculante hace sedimentar rápidamente los finos en un tanque y devuelve la mayor parte del agua en pocos minutos.
- Filtro prensa o filtro banda: convierte el limo espesado en una torta manejable, de modo que no se necesitan estanques húmedos.
Recuperar la arena fina antes de esta etapa reduce los sólidos que debe tratar el sistema de agua, y es otra razón por la que las plantas añaden ciclones al rebose de los clasificadores de tornillo.