FILTRACIÓN

  FILTRACIÓN

Consiste en la separación de partículas sólidas que se encuentran en suspensión, la mezcla se hace pasar por una superficie porosa llamada medio filtrante.

Formas de Filtración

1. A Presión Constante.- En esta operación se mantiene una sola presión (constante), de manera que el régimen de flujo disminuye lentamente; la mayoría de filtros actúan de esta forma utilizándose un vacío para compensar la diferencia de presión.

1. Filtración a régimen constante.- Se caracteriza por un incremento gradual de la Presión a medida que se engruesa la torta al aumentar el grosor de la torta aumenta la resistencia al flujo.

Clases de Filtro.-

1. Filtro de Tambor.- Este equipo está constituido por un tambor cilíndrico horizontal parcialmente sumergido en un tanque abierto, el  del tambor es de 1 a 4,5 m., con áreas de filtración de 1 a 80 el tambor presenta una serie de compartimientos provistos de válvulas que permiten que se aplique vacío o presión.[pic 1][pic 2]

La descarga de la torta se hace con un raspador.

1. Filtro de Discos.- Constituido por un conjunto de discos sumergidos parcialmente en una pulpa colocados a intervalos regulares a través de un eje control contactados por válvulas a un sistema de vacío y presión, la formación de torta a ambos lados de los discos se debe al vacío. La descarga se hace mediante un soplo de aire de adentro hacia fuera, también se puede hacer con raspadores. Los discos pueden ser en número de 12 y el diámetro hasta 5 m; son los más baratos pero la dificultad está en el lavabo.

1. Filtros Horizontales Continuos.- Consisten de una superficie en forma de mesa, son eficientes en filtración de sólidos densos pesados, así también en lados, también en la forma de lavado y secado.

Son más costosos de instalar y operar que los filtros de tambor.

1. Filtros de Presión.- Son filtros de prueba y operan en forma intermitente, son poco usados en el procesamiento de mineral.

Características del Medio Filtrante

• Poseen baja resistencia al paso de producto que se filtra.
• evitar que se acuñan las partículas en los poros.
• resistir el ataque químico.
• tener suficiente resistencia para soportar la presión de filtrado.
• permitir la descarga eficiente de la torta.

Cálculos en filtración:

Están referidos a determinar la resistencia, que causa la caída total de presión entre la entrada y salida del filtro, la resistencia más importante en la resistencia de la torta y la de los conductos.

Caída de presión de filtración está dada por:

[pic 3]

Donde;

Caída de presión de la torta[pic 4]

Caída de presión en medio filtrante[pic 5]

Siendo:

[pic 6]

Y

[pic 7]

Donde;

Área de la torta de filtro[pic 8]

Velocidad superficial de la torta[pic 9]

Masa total de la torta[pic 10]

Resistencia específica de la torta[pic 11]

  : Viscosidad de la pulpa [pic 12][pic 13]

Resistencia media de flujo[pic 14]

Calculo de [pic 15]

[pic 16]

Donde:

Volumen total de filtrado recolectado[pic 17]

 masa de sólido depositado como torta por volumen de filtrado[pic 18]

Calculo de [pic 19]

[pic 20]

Donde:

Concentración de la pulpa en la alimentación [pic 21][pic 22]

Masa de la torta húmeda[pic 23]

Densidad del filtrado[pic 24]

Calculo de  [pic 25]

[pic 26]

Donde:

Constante relacionada con el tamaño y forma de las partículas[pic 27]

 Coeficiente de compresibilidad tiene valores 0,2 a 0,3[pic 28]

Calculo de [pic 29]

[pic 30]

Donde:

Área de la torta del filtro[pic 31]

 Volumen total del filtrado[pic 32]

 Tiempo[pic 33]

Calculo velocidad e filtración

[pic 34]

Donde c: espesor de torta

pero se conoce que el caudal volumétrico de filtrado es  ; para un área del lecho del filtrado  “A” se tiene la ecuación[pic 35]

[pic 36]

Siendo:

Volumen de filtrado[pic 37]

 Área de filtración (área del lecho del filtrado)[pic 38]

Sustituyendo (1) y (2) se tienen

[pic 39]

Ordenando:

[pic 40]

Además para el depósito de una torta de área “A” Y espesor “C”, se tiene que el volumen de torta depositado por el paso de una unidad de volumen de filtrado está dado por:  , [pic 41]

desarrollando y sustituyendo  C en (3) tenemos:

[pic 42]

Donde: q : volumen de torta depositado

[pic 43]

Filtración Continua

En este tipo de filtración, se usa la ecuación:

[pic 44]

                                    donde:

[pic 45]

[pic 46]

  integrando entre los límites     [pic 47]

[pic 48]

   de donde:

[pic 49]

resolviendo para  y dividiendo entre   y  t  se tiene: [pic 50][pic 51]

[pic 52]

Cuando la resistencia del medio es insignificante la ecuación se reduce a:

[pic 53]

Problema

          La filtración de un lodo en un laboratorio se lleva a cabo a presión cte; el área del filtro es  y la pérdida de presión a través del filtro es , en estas condiciones se hacen pasar  de filtrado en 300 seg. ; mientras que en 600 seg. pasan  de filtrado. [pic 54][pic 55][pic 56][pic 57]

...