ES2277080T3 - Procedimiento y dispositivo para separar materiales pesados. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo para separar materiales pesados de una suspensión, que comprende un recipiente de alimentación (1) y un separador de materiales pesados (5) que puede ser cargado desde dicho recipiente de alimentación y por cuya salida (2) puede hacerse retornar nuevamente suspensión depurada al recipiente de alimentación (1), teniendo este recipiente de alimentación (1) una parte inferior cónica y un tabique (7) que baja penetrando en la parte inferior cónica y cuyo extremo inferior está distanciado de la pared correspondiente del recipiente y forma así un paso abierto (11), estando formadas en un lado del tabique (7) una zona (10) con una alimentación (3) para material no depurado (3) y en el otro lado del tabique (7) una zona (8) con una alimentación (2) de material depurado proveniente del separador de materiales pesados (5), estando dispuesta en la zona (8) con material depurado una salida (9) para extraer material depurado transversalmente a la dirección de flujo principal de la suspensión, y estando dispuesto el tabique (7) de modo que, en vista de las corrientes de material (2, 3, 4, 9) y debido a la magnitud de la relación de las superficies de sección transversal en los dos lados del tabique (7), circula material durante el funcionamiento a través del paso abierto (11) desde la zona (8) con material depurado hasta la zona (10) con material no depurado.
Description
Procedimiento y dispositivo para separar
materiales pesados.
La invención concierne a un procedimiento y un
dispositivo para separar materiales pesados de papillas.
En la preparación mecánica en húmedo de mezclas
de materiales, por ejemplo de residuos, se producen papillas, tales
como pastas o suspensiones, que contienen proporciones relevantes de
materiales sedimentables.
Los biorresiduos municipales contienen, por
ejemplo, cantidades relevantes de materiales pesados minerales,
tales como piedras, trozos de vidrio, grava machacada o gravilla o
arena, que, según las investigaciones de Kranert et al.
(Kranert, M., Hartmann, A., Graul, S. (1999), Determination of sand
content in digestate, en Bidlingmaier W et al. (Hrsg)
Proceedings of the International Conference ORBIT 99 on Biological
Treatment of Waste and the Environment, Parte I, páginas
313-318), pueden representar una proporción de la
masa seca del residuo que en parte es superior al 25%. Una parte
importante de estos materiales pesados minerales es introducida
durante la preparación mecánica en húmedo de los biorresiduos en la
pasta que se alimenta después al lugar de aprovechamiento
biológico.
Las investigaciones de Kübler et al.
(Kübler, H., Nimmrichter, R., Hoppenheidt, K., Hirsch, P., Kottmair,
A., Norsieck, H., Sverev, M., Mücke, W. (1998), Full scale
co-digestion of biowaste and commercial organic
waste, en Proceedings of MER 5 Materials and Energy from Refuse,
12-14 de octubre de 1998, Ostende, Bélgica, páginas
195-202) muestran que con la preparación mecánica en
húmedo de biorresiduos se produce una pasta de la que una
separación hidronámica de materiales pesados segrega aún como
materiales pesados aproximadamente un 3% de la masa húmeda del
residuo tratado.
En el procesamiento ulterior de la pasta o
suspensión los materiales de fácil sedimentación representan un
problema, ya que:
por un lado, conducen a sedimentos en
recipientes y también obturan tuberías y
por otro lado, debido a sus propiedades
generalmente abrasivas contribuyen a un fuerte desgaste de las
máquinas.
Para asegurar un aprovechamiento afectado de
pocas complicaciones de las suspensiones derivadas de la preparación
en húmedo, las porciones fácilmente sedimentables tienen que ser
separadas de la suspensión. Se utilizan para ello separadores de
materiales pesados.
El documento DE 195 05 073 A1 describe un
hidrociclón de fondo plano para separar materiales pesados de una
papilla que se ha producido a partir de materiales residuales.
Debido a la combinación de un ciclón de fondo plano y un tubo de
clasificación, un separador de materiales pesados de esta clase
tiene una mayor selectividad, pero un rendimiento más reducido.
Un procedimiento de clasificación posterior se
halla descrito en el documento DE 42 14 771 A1. La separación de
arena y otras impurezas de residuos compostados se muestra en el
documento EP 0 678 085 B1.
El documento DE 34 44 329 C2 describe una
instalación para la preparación de fangos utilizando dos separadores
de materiales pesados y varios recipientes de alimentación.
En el documento DE 41 15 920 A1 se describe un
procedimiento para separar materiales pesados sin retorno de la
fase líquida. Otro procedimiento para separar materiales pesados sin
retorno de la fase líquida y sin recipientes de alimentación está
representado en el documento EP-A 86201987.4. Para
que en general la separación de materiales pesados de la suspensión
sea desacoplada de una preparación antepuesta de la mezcla de
materiales de partida, se efectúa usualmente un almacenamiento
transitorio de la suspensión en un recipiente de alimentación y se
carga desde este recipiente el sitio de separación de materiales
pesados. La salida entonces producida del sitio de separación de
materiales pesados, es decir, la suspensión depurada, es alimentada
completamente a las etapas pospuestas del procedimiento o bien es
retornada en parte y alimentada de nuevo al lugar de separación de
materiales pesados para mejorar el grado de separación.
Un dispositivo para separar materiales pesados,
que está muy difundido y que se encuentra descrito en el documento
DE 195 05 073 A1, requiere una salida libre de la suspensión
depurada. Son necesarias para ello unas cortas tuberías de salida
sin ramificaciones. Como consecuencia, existen principalmente dos
soluciones técnicas para el procedimiento de retorno de la
suspensión depurada. La salida del sitio de separación de materiales
pesados:
a) se devuelve, como se expone en el documento
WO 90/11144, al recipiente de alimentación, desde el cual se cargan
también las etapas pospuestas del procedimiento,
b) o bien se almacena dicha salida
transitoriamente en otro recipiente pospuesto y se la devuelve desde
éste al lugar de separación de materiales pesados o bien se la
alimenta a un segundo dispositivo de separación de materiales
pesados, tal como se describe en el documento DE 34 44 329 C2.
La solución a) tiene el inconveniente de que una
parte de la suspensión original cargada de materiales pesados es
alimentada directamente a las etapas pospuestas del procedimiento
sin haber sido alimentada previamente a la etapa de separación de
materiales pesados. Esto ocasiona una mayor aportación de materiales
fáciles de sedimentar a las etapas siguientes del proceso con los
inconvenientes anteriormente descritos.
La solución b) requiere un segundo recipiente
adicional. Ocasiona también una mayor demanda de superficie,
tuberías más largas, un mayor número de accesorios de grifería y un
mayor coste en técnicas de control. Las consecuencias son mayores
costes de inversión.
Se conoce por el documento
FR-A-2 226 198 el recurso de depurar
previamente una suspensión a depurar en un primer recipiente y
transferir el rebose depurado, que contiene aún materias finas en
suspensión, a un primer compartimiento de un recipiente intermedio
pospuesto, desde donde se retira la suspensión predepurada hacia un
separador de materiales pesados (hidrociclón). La fracción de
materiales pesados separada en el separador de materias en
suspensión es devuelta al primer recipiente y el agua pura separada
es devuelta a un segundo compartimiento del recipiente intermedio,
cuyo compartimiento está separado del primer compartimiento por un
tabique o una barrera, pero está unido con éste a través de una
abertura de la zona del fondo. Se extrae agua pura del
compartimiento. Las corrientes de materiales se han elegido de modo
que pueda circular agua pura del segundo compartimiento al primero,
pero, recíprocamente, no pueda mezclarse suspensión del primer
compartimiento con el agua pura en el segundo compartimiento. El
recipiente intermedio sirve de tampón y en éste no tiene lugar una
depuración posterior.
Según el documento
FR-A-2 669 026, una suspensión
predepurada es transferida de un primer recipiente a un recipiente
de clarificación. En este recipiente de clarificación se decanta la
suspensión y la suspensión decantada es llevada a un separador
(hidrociclón) para realizar una separación adicional de la misma. La
fase líquida proveniente de este separador es devuelta al
recipiente de clarificación, concretamente allí a un compartimiento
separado que desemboca en el recipiente de clarificación a través de
una válvula. Tanto desde el recipiente de clarificación a través de
un primer sifón como desde el compartimiento a través de un segundo
sifón se entrega agua clarificada a unas tuberías que van a etapas
subsiguientes del proceso. Se abre la válvula en el extremo
inferior del compartimiento cuando el nivel de llenado en el
recipiente de clarificación ha descendido por debajo de un nivel
determinando, con lo que se efectúa un mezclado con la suspensión
predepurada y una recirculación a través del separador.
La invención se basa en el problema de proponer
un procedimiento y un dispositivo para la separación de materiales
pesados de papillas, con los cuales se pueda aminorar con un pequeño
coste en equipo la carga de materiales pesados de etapas
subsiguientes del proceso.
Este problema se resuelve en cuanto al
procedimiento con un procedimiento dotado de las características de
la reivindicación 8 y en cuanto al dispositivo con un dispositivo
dotado de las características de la reivindicación 1.
En las reivindicaciones subordinadas se indican
ejecuciones ventajosas de la invención.
El procedimiento según la invención comprende
sustancialmente los pasos siguientes: Introducción de la suspensión
sin depurar rica en materiales pesados en un recipiente, evacuación
de un suspensión con contenido de materiales pesados hacia fuera
del recipiente y alimentación de la suspensión evacuada a una etapa
de separación de materiales pesados, retorno de la suspensión
depurada pobre en materiales pesados desde la etapa de separación de
materiales pesados al recipiente para que circule por éste con
separación volumétrica parcial de la suspensión no depurada y con
separación adicional de materiales pesados, extracción de una
corriente de suspensión sustancialmente exenta de materiales
pesados transversalmente a la dirección de flujo principal de la
suspensión pobre en materiales pesados en el recipiente, evacuación
de una corriente parcial remanente de suspensión pobre en metales
pesados mezclada con la corriente de materiales sin depurar hacia
fuera del recipiente y alimentación de esta corriente de materiales
a la etapa de separación de materiales pesados.
Para aumentar la capacidad de separación se
alimenta varias veces la suspensión 4 a la etapa de separación de
materiales pesados y se impide entonces una corriente de
cortocircuito de suspensión no depurada 3 hacia las etapas
pospuestas del procedimiento, ya que es posible una corriente de
material solamente desde la zona con material depurado 8 hasta la
zona con material no depurado 10.
La suspensión casi exenta de materiales pesados
alimentada a las etapas subsiguientes del procedimiento es obtenida
por extracción de una porción de suspensión del flujo principal de
la suspensión devuelta desde la etapa de separación de materiales
pesados, presentándose efectos de separación y segregación en el
flujo principal de la suspensión pobre en materiales pesados al
circular por el recipiente y conduciendo la extracción en dirección
transversal al flujo prin-
cipal a que la corriente de suspensión transversalmente extraída esté sustancialmente liberada de materiales pesados.
cipal a que la corriente de suspensión transversalmente extraída esté sustancialmente liberada de materiales pesados.
A continuación, se explica la invención con más
detalle ayudándose de ejemplos de realización y modificación es de
ellos y haciendo referencia al dibujo.
Muestran:
La figura 1, una representación esquemática del
recipiente de alimentación que está unido con una etapa de
separación de materiales pesados;
La figura 2, una vista en planta del recipiente
de alimentación de la figura 1 mostrado abierto por arriba para
representar la configuración del tabique;
La figura 3, una representación esquemática de
un recipiente de alimentación de configuración alternativa no
perteneciente a la invención;
La figura 4, una vista en planta del recipiente
de alimentación de la figura 3 mostrado abierto por arriba para
representar la configuración del tabique;
La figura 5, una representación esquemática de
un recipiente de alimentación de configuración alternativa no
perteneciente a la invención; y
La figura 6, una vista en planta del recipiente
de alimentación de la figura 5 mostrado abierto por arriba para
representar la configuración del tabique.
Como se muestra en la figura 1, una etapa de
separación de materiales pesados emplea un recipiente de
alimentación 1 que está configurado y que se carga de modo que
tenga lugar un remezclado de la suspensión depurada 2, realimentada
desde una etapa de separación de materiales pesados, con la
suspensión no depurada 3 rica en materiales pesados. El recipiente
de alimentación 1 tiene cuatro acometidas, una entrada para
suspensión no depurada 3, una entrada para suspensión depurada 2,
una salida en una zona inferior 12, en la que se extrae suspensión 4
como una mezcla de suspensión no depurada y un resto de suspensión
depurada y se alimenta aquella suspensión a una etapa de
segregación de materiales pesados, y una salida en la región de la
zona con material depurado 8, desde la cual se extrae el material
depurado 9 transversalmente a la dirección de flujo principal de la
suspensión depurada 2.
La suspensión 4 que contiene materiales pesados
es extraída del recipiente de alimentación 1 en la zona del fondo
12 y alimentada a la etapa 5 de segregación de materiales pesados.
La salida 2 de la etapa de segregación de materiales pesados es
alimentada desde dicha etapa de segregación a la zona 8 del
recipiente de alimentación 1 y los materiales pesados segregados 6
son descargados de la etapa de segregación de materiales
pesados.
Para evitar un remezclado del material depurado
2 con material 3 aún no depurado que esté ya presente en el
recipiente de alimentación, a continuación recipiente 1, en la zona
correspondiente 10, el recipiente 1 está equipado con un tabique 7.
El tabique 7 divide el recipiente 1 en dos zonas 8 y 10 que admiten
ambas una salida del material hacia el dispositivo de carga 13 de
la etapa 5 de segregación de materiales pesados. En la zona 8, a la
que se alimenta el material depurado, se extrae el material depurado
9 para cargar las etapas pospuestas del procedimiento en dirección
transversal, es decir, en dirección horizontal, con respecto a la
dirección vertical de flujo principal de la suspensión depurada en
la zona 8.
Para impedir también un flujo de entrada de
material no depurado en la zona del material depurado 8, el tabique
7 está dispuesto de modo que, bajo un flujo máximo de entrada de
material no depurado 3 y con un retorno mínimo de material depurado
2 en la región de la salida 11 desde la zona con material depurado 8
a la zona con material no depurado 10, reine siempre un gradiente
de presión hidrostático desde la zona con material depurado 8 hasta
la zona con material no depurado 10. Esto se consigue estableciendo
la relación de las superficies de sección transversal en los dos
lados del tabique. La relación de las dos superficies de sección
transversal se elige de modo que, en el caso de una salida
virtualmente cerrada 11 de la zona con material depurado 8 a la zona
con material no depurado 10 y con un flujo máximo de entrada de
material no depurado 3, así como con un retorno mínimo de la
suspensión de la etapa 2 de separación de materiales pesados, el
nivel de llenado en la zona con material depurado 8 aumente más
rápidamente o al menos con la misma rapidez que el nivel de llenado
en la zona con material no depurado 10. En otras palabras, las
corrientes de material 2, 3, 4 y 9 están sintonizadas de modo que
se ajuste siempre un flujo de la zona 8 a la zona 10 a través de la
abertura 11.
Estando abierta la salida 11, esto tiene la
consecuencia de que durante la carga del separador 5 de materiales
pesados circula siempre material de la zona con material depurado 8
a la zona con material no depurado 10. Por este motivo, no puede
llegar ningún material no depurado a la zona de material depurado 8
desde la cual se extrae material 9 para las etapas pospuestas del
procedimiento.
La zona con material depurado 8 está construida,
además, de tal manera que se efectúe una segregación adicional de
los materiales pesados remanentes de la suspensión 2 en el curso de
la circulación por esta zona y que los materiales pesados aquí
segregados sean alimentados de nuevo a la zona con material no
depurado 10. La segregación adicional de los materiales pesados en
la zona con material depurado 8 puede efectuarse por sedimentación
o por extracción del ma-
terial depurado 9 en la corriente transversal a la corriente vertical del retorno a la zona con material no depurado 10.
terial depurado 9 en la corriente transversal a la corriente vertical del retorno a la zona con material no depurado 10.
Según la invención, la corriente del material
depurado para las etapas pospuestas 9 del procedimiento, la cual se
toma en la zona con material depurado 8, es tan sólo una corriente
parcial relativamente pequeña del retorno de material depurado 2 al
recipiente. Asimismo, la corriente de material en la zona con
material depurado 8 está orientada en dirección sustancialmente
vertical hacia abajo y hacia la zona con material no depurado 10.
La corriente del material depurado para las etapas pospuestas 9 del
procedimiento es extraída transversalmente al perfil de flujo
sustancialmente vertical. De este modo, las materias en suspensión
que han quedado en la suspensión depurada 2 son transportadas en
gran parte hacia la zona con material no depurado 10.
Según la invención, la zona con material
depurado 8 está equipada, en la región del extremo inferior, con un
paso abierto en calidad de salida 11 hacia la zona con material no
depurado. Esto tiene la ventaja de que en ambos lados del tabique 7
reinan siempre aproximadamente las mismas presiones hidrostáticas y,
por tanto, se minimiza la carga estática del tabique 7. El paso
abierto puede conseguirse también haciendo que el extremo inferior
del tabique esté distanciado de la pared correspondiente del
recipiente, con lo que se evita la formación de aristas que
pudieran conducir a la deposición de materias en suspensión sobre
ellas. Por tanto, mediante esta disposición se favorece la
transferencia de materias en suspensión de la zona con material
depurado 8 a la zona con material no depurado 10. El sitio de
extracción del material depurado para las etapas pospuestas 9 del
procedimiento está dispuesto por encima de la abertura 11 que sirve
de salida.
En una realización preferida la sección
transversal de la abertura 11 es de forma circular o elíptica y no
presenta ángulos agudos (figura 2).
La alimentación de la suspensión no depurada 3
está dispuesta de tal manera que se favorezca un enriquecimiento de
los materiales de fácil sedimentación en la zona de extracción hacia
la etapa 12 de separación de materiales pesados y se evite una
afluencia de flujo a la abertura 11 hacia la zona con suspensión
depurada 8. Esto significa que no se presenta tampoco ninguna
presión dinámica adicional que pudiera presionar suspensión de la
zona con material no depurado 10 hacia la zona con material
depurado 8.
Ejemplo 1 correspondiente a la
figura 1 y la figura
2
Una preparación mecánica en húmero de residuos
con una máquina reductora de residuos a pasta proporciona una
producción discontinua de pasta cargada de materiales pesados.
Durante la producción, la corriente de material de la pasta
producida 3 fluctúa entre 30 y 160 m^{3}/h. La producción media de
pasta asciende a aproximadamente 20 m^{3}/h.
El separador 5 de materiales pesados para la
depuración de la pasta cargada de materiales pesados es cargado
continuamente por medio de una bomba 13 y tiene un rendimiento de
paso variable de 100 a 130 m^{3}/h. Como recipiente de
alimentación se utiliza un recipiente redondo 1 con parte inferior
cónica empinada y un volumen útil de 30 m^{3}. La zona cilíndrica
del recipiente tiene un diámetro interior de 2,986 m (superficie de
sección transversal: 7 m^{2}). La extracción de la pasta para la
etapa 5 de separación de materiales pesados se efectúa en la zona
inferior del cono 12. El nivel de llenado mínimo 14 en el recipiente
de alimentación 1 está por encima del cono en la parte cilíndrica
del recipiente; en esta zona se efectúa también la extracción de la
pasta depurada 9 para las etapas pospuestas del procedimiento. La
extracción 9 se efectúa en dirección horizontal y continuamente a
razón de 20 m^{3}/h.
La corriente 6 de los materiales pesados
segregados es muy pequeña en comparación con la corriente de
material 4 de la alimentación al separador de materiales pesados,
de modo que en primera aproximación se puede fijar la corriente 2
del material depurado retornado como igual a la corriente de
material 4.
La extracción de 20 m^{3}/h se efectúa en
dirección horizontal transversalmente a la corriente de material
verticalmente dirigida proveniente de la zona con material depurado
8, la cual circula con 80 a 110 m^{3}/h hacia la zona con
material no depurado 10.
El tabique vertical 7 comienza por encima del
nivel de llenado máximo 15 de 30 m^{3} del recipiente y baja
hasta la parte cónica del recipiente. El tabique 7 subdivide la
superficie de la sección transversal del tramo cilíndrico del
recipiente (véase la figura 2) en una superficie A (16) y una
superficie B (17). La pasta no depurada es alimentada a la zona con
la superficie de sección transversal A (16) y la salida de la etapa
de separación de materiales pesados es devuelta a la zona con la
superficie de sección transversal B (17).
Estando virtualmente cerrada la salida 11, para
asegurar que, con la extracción 9 de 20 m^{3}/h y el retorno
mínimo 2 de 100 m^{3}/h, el nivel de llenado en la zona 8 con la
superficie de sección transversal B, en la que se encuentra la
pasta depurada, aumente más rápidamente o al menos con la misma
rapidez que en la zona con pasta no depurada (zona con la
superficie de sección transversal A) bajo una alimentación máxima 3
de 160 m^{3}/h, se cumple para la relación de las dos superficies
de sección transversal que A/B \geq 2 (A a B es igual o mayor que
dos). En este caso, se incorpora el tabique vertical 7 de tal manera
que resulte una superficie de sección transversal A (16) de 5
m^{2} y una superficie de sección transversal B (17) de 2
m^{2}.
El tabique 7 se extiende hacia abajo dentro del
cono del recipiente hasta el punto de que la sección transversal
libre de la abertura 11 para la salida de pasta depurada hacia el
cono del recipiente asciende a 0,05 m^{2}.
\newpage
La alimentación de la pasta no depurada 3 y
también el retorno 2 de la salida de la etapa 5 de separación de
materiales pesados hacia el recipiente de alimentación 1 se efectúan
desde arriba. La alimentación de pasta no depurada 3 se efectúa
paralelamente y en las proximidades del tabique vertical 7 para
asegurar un flujo dirigido hacia abajo en la zona del extremo del
tabique.
Ejemplo 2 no perteneciente a la
invención (figura 3 y figura
4)
Las condiciones marco y la realización y
configuración del tabique y de las relaciones de superficie son como
en el Ejemplo 1. El retorno de la salida 2 de la etapa de
separación de materiales pesados (no mostrada) hacia el recipiente
de alimentación 1 se efectúa desde arriba, pero la pasta no depurada
8 es conducida tangencialmente hacia el cono por debajo del
tabique. Esta entrada de flujo tangencial favorece la segregación de
los materiales pesados de fácil sedimentación por efecto del flujo
turbulento producido.
El tabique 7 no se extiende hacia abajo dentro
del cono del recipiente en la misma medida que en el Ejemplo 1
anterior. La abertura 19 para la salida de pasta depurada hacia el
cono del recipiente está horizontalmente orientada y dispuesta, con
respecto al flujo tangencial en el cono, en el lado del tabique que
queda alejado del flujo, tal como se muestra en la figura 4. La
sección transversal libre de la abertura 19 asciende a 0,2
m^{2}.
La suspensión depurada 9 para las etapas
subsiguientes del procedimiento se extrae horizontalmente de la zona
8, tal como ya se ha descrito en el Ejemplo 1. El flujo principal
en la zona 8 discurre entonces en dirección vertical.
La extracción de la mezcla de suspensión 4
constituida por pasta no depurada y suspensión depurada desde la
zona 8 hacia el separador de materiales pesados (no representado) no
se efectúa en el vértice del cono, sino horizontalmente por encima
del extremo del cono. Se evita así una obstrucción de la abertura
por materiales pesados sedimentados.
Ejemplo 3 no perteneciente a la
invención (figura 5 y figura
6)
Una papilla de residuos proporciona una
producción continua de suspensión cargada de materiales pesados con
una corriente de material variable 20 entre 40 y 60 m^{3}/h. La
corriente media de material asciende a aproximadamente 50
m^{3}/h.
Un separador de materiales pesados (no mostrado)
para la depuración de la suspensión cargada de materiales pesados
es cargado continuamente por medio de la fuerza de la gravedad y un
grifo de regulación 27 y tiene un rendimiento de paso variable de
110 a 150 m^{3}/h (véase la figura 5). Como recipiente de
alimentación se utiliza un recipiente rectangular abierto 22 con
una parte inferior inclinada y un volumen útil de 40 m^{3}.
La zona superior del recipiente 22 tiene una
superficie de sección transversal de 8 m^{2} (4 m por 2 m). La
extracción de la pasta 25 para la etapa de separación de materiales
pesados se efectúa en el fondo del recipiente 22.
La extracción de suspensión depurada 26 para las
etapas subsiguientes del procedimiento desde el recipiente de
alimentación 22 se encuentra en la mitad superior del recipiente y
se efectúa continuamente a razón de 50 m^{3}/h.
La corriente de los materiales pesados
segregados es muy pequeña en comparación con la corriente de
material 25 de la alimentación al separador de materiales pesados,
de modo que en primera aproximación la corriente 21 del material
depurado retornado puede establecerse como igual a la corriente de
material 25.
La extracción de la suspensión depurada 26 para
las etapas subsiguientes del procedimiento con una cantidad
continua de 50 m^{3}/h se efectúa en dirección horizontal
transversalmente a la corriente de material verticalmente dirigida
de 60 a 100 m^{3}/h proveniente de la zona con material depurado
29. La cantidad de suspensión restante proveniente de la zona con
material depurado 29 circula por el paso 30 del extremo inferior del
tabique 23 hacia la zona con material no depurado 28 (véase la
figura 6).
La alimentación de la pasta no depurada 20 y el
retorno de la salida de la etapa 21 de separación de materiales
pesados hacia el recipiente de alimentación 22 se efectúan en los
lados y por encima del nivel de llenado máximo en el respectivo
lado del tabique (véase la figura 5). El tabique inclinado 23
comienza por encima del nivel de llenado máximo 24 de 40 m^{3}
del recipiente y baja hasta la parte estrechada del recipiente, tal
como se representa en la figura 5. El tabique 23 subdivide la
superficie de sección transversal del recipiente (véase la figura
6), a la altura del nivel de llenado máximo, en una superficie A
(símbolo de referencia 28) y una superficie B (símbolo de
referencia 29). La pasta no depurada 20 es alimentada a la zona con
la superficie de sección transversal A (28) y la salida 21 de la
etapa de separación de materiales pesados es devuelta a la zona con
la superficie de sección transversal B (29).
\newpage
Estando virtualmente cerrada la salida 30, para
asegurar que, con la extracción 26 de 50 m^{3}/h y el retorno
mínimo 21 de 110 m^{3}/h, el nivel de llenado en la zona con la
superficie de sección transversal B - en la que se encuentra la
pasta depurada 21 - aumente más rápidamente o al menos con la misma
rapidez que en la zona con pasta no depurada 20 (zona con la
superficie de sección transversal A) bajo una alimentación máxima
20 de 60 m^{3}/h, se cumple que a la altura del nivel de llenado
máximo, o sea, la altura a la que es mínima la relación de las dos
superficies de sección transversal A a B: A/B \geq 1 (A a B es
mayor o igual que uno).
En este caso, se monta el tabique inclinado de
tal manera que resulte una superficie de sección transversal A (28)
de 4 m^{2} y una superficie de sección transversal B (29) de 4
m^{2}. El tabique 23 se ha llevado hacia abajo hasta el punto de
que la sección transversal de la abertura 30 para la salida de pasta
depurada hacia el cono del recipiente asciende a 0,3 m^{2}.
La realización de una etapa de separación de
materiales pesados según la invención tiene la ventaja de que,
utilizando un solo recipiente de alimentación y devolviendo la
salida del separador de materiales pesados a este recipiente, el
material depurado puede mantenerse separado de material no depurado
y no se presenta ninguna corriente de cortocircuito de material no
depurado hacia las etapas pospuestas del procedimiento. Asimismo,
se puede materializar un retorno múltiple de la salida del separador
de materiales pesados.
Además, mediante la segregación favorecida de
materiales sólidos remanentes provenientes de la salida del
separador de materiales pesados en la zona del material depurado se
retornan en grado multiplicado materiales pesados al separador de
tales materiales pesados.
El efecto es cada vez que se mejora el grado de
segregación de los materiales pesados. Esto hace posible también la
utilización de separadores más selectivos que se caracterizan
típicamente por un rendimiento peor.
Por tanto, la invención hace posibles altos
rendimientos con un solo recipiente de alimentación y un solo
separador de materiales pesados. Se minimiza así la demanda de
espacio y de accesorios de grifería y se hacen posibles cortas
longitudes de tubería y un tendido favorable de las tuberías. Estos
factores provocan una reducción de los costes a la vez que se
mantiene una misma calidad.
Debido a la posibilidad del retorno al
recipiente de alimentación y como consecuencia, a la posibilidad de
una alimentación múltiple del material a depurar, se puede utilizar
un separador mayor de materiales pesados para incrementar el
rendimiento. Por tanto, se pueden reducir los costes en comparación
con dos separadores de materiales pesados conectados en serie.
Claims (8)
1. Dispositivo para separar materiales pesados
de una suspensión, que comprende un recipiente de alimentación (1)
y un separador de materiales pesados (5) que puede ser cargado desde
dicho recipiente de alimentación y por cuya salida (2) puede
hacerse retornar nuevamente suspensión depurada al recipiente de
alimentación (1), teniendo este recipiente de alimentación (1) una
parte inferior cónica y un tabique (7) que baja penetrando en la
parte inferior cónica y cuyo extremo inferior está distanciado de la
pared correspondiente del recipiente y forma así un paso abierto
(11), estando formadas en un lado del tabique (7) una zona (10) con
una alimentación (3) para material no depurado (3) y en el otro
lado del tabique (7) una zona (8) con una alimentación (2) de
material depurado proveniente del separador de materiales pesados
(5), estando dispuesta en la zona (8) con material depurado una
salida (9) para extraer material depurado transversalmente a la
dirección de flujo principal de la suspensión, y estando dispuesto
el tabique (7) de modo que, en vista de las corrientes de material
(2, 3, 4, 9) y debido a la magnitud de la relación de las
superficies de sección transversal en los dos lados del tabique
(7), circula material durante el funcionamiento a través del paso
abierto (11) desde la zona (8) con material depurado hasta la zona
(10) con material no depurado.
2. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque el tabique discurre en dirección
vertical.
3. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque el material no depurado puede ser
alimentado desde arriba cerca del tabique.
4. Dispositivo según la reivindicación 2,
caracterizado porque el material no depurado puede ser
alimentado paralelamente al tabique.
5. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque el tabique discurre en dirección
oblicua.
6. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque la abertura para cargar el separador de
materiales pesados está dispuesta en posición horizontal.
7. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque la alimentación de material no depurado
y material depurado al recipiente de alimentación se puede efectuar
de tal manera que no se produzca ninguna afluencia de flujo a la
abertura de unión de las dos zonas desde la zona con material no
depurado.
8. Procedimiento para separar materiales pesados
de una suspensión no depurada que contiene materiales pesados,
empleando un dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 7,
con los pasos siguientes:
introducción (3) de la suspensión no depurada
que contiene materiales pesados en una zona (10) de un recipiente
(1),
evacuación (4) de una suspensión que contiene
materiales pesados desde la zona (10) del recipiente y alimentación
de la suspensión evacuada a una etapa de separación de materiales
pesados (5),
retorno (2) de una suspensión depurada pobre en
materiales pesados desde la etapa de separación de materiales
pesados hacia el recipiente (1) hasta una zona (8) separada de la
zona (10) con un paso (11) hacia la zona (10) abierto en la región
de su extremo inferior, para que dicha suspensión depurada circule
en dirección sustancialmente vertical por esta zona (8) por
separado (7) de la suspensión no depurada y con realización de una
segregación adicional de materiales pesados,
extracción (9) de una corriente de suspensión
sustancialmente exenta de materiales pesados transversalmente a la
dirección de flujo principal sustancialmente vertical de la
suspensión pobre en materiales pesados en la zona segregada (8),
y
evacuación (4) de la corriente parcial restante
de suspensión pobre en materiales pesados desde la zona (8),
mezclada con la corriente de material no depurado proveniente de la
zona (10) del recipiente, y alimentación (4) de esta corriente de
material a la etapa de separación de materiales pesados (5),
alimentándose la corriente de material varias veces a la etapa de
separación de materiales pesados (5) para aumentar el rendimiento de
segregación.
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