Ensayos de sedimentación y selección de floculante para el diseño y el control de espesadores

Fundamento

El ensayo básico se hace en probeta: se homogeneiza la pulpa a la concentración de alimentación, se agrega el floculante en la dosis de prueba con una mezcla definida y se registra la altura de la interfase entre el líquido clarificado y la pulpa en función del tiempo. De la pendiente inicial de esa curva se obtiene la velocidad de sedimentación zonal, y con ella y la concentración de alimentación se calcula el área unitaria necesaria por unidad de masa y por hora, que multiplicada por el tonelaje da el área del espesador. La compresión posterior, mucho más lenta, determina la altura del lecho y la concentración de descarga alcanzable, y se evalúa con ensayos de larga duración con agitación lenta, que reproduce el efecto del rastrillo en el equipo real. La selección de floculante compara familias y pesos moleculares midiendo velocidad de sedimentación, claridad del sobrenadante por turbidez y concentración de descarga, buscando la dosis mínima efectiva, ya que el exceso encarece y además ensucia el agua recuperada. Se determina también la reología de la pulpa espesada, porque una descarga demasiado espesa no se bombea. Los resultados se escalan con factores de la experiencia industrial, dado que el ensayo de probeta no reproduce la profundidad ni el rastrillo del equipo real.

Matriz (en qué muestra)

Pulpas de relave y de concentrado a espesar; pulpas de lixiviación en circuitos de contracorriente; aguas de proceso a clarificar; ensayos de selección de floculante; espesadores y clarificadores industriales

Equipamiento necesario¿Dónde lo compro?

Probetas graduadas de sedimentación y agitadores lentos; equipo de dosificación y de mezcla de floculante; turbidímetro; balanza analítica y estufa; viscosímetro rotacional para la pulpa espesada; cronómetro y registro fotográfico.

Reactivos¿Dónde lo compro?

Floculantes y coagulantes de distintas familias y pesos moleculares; agua de proceso de la planta; modificadores de pH.

Material de laboratorio¿Dónde lo compro?

Probetas altas; varillas de mezcla normalizadas; recipientes de preparación de floculante; planillas de ensayo.

Consumibles¿Dónde lo compro?

Floculantes; pulpa y agua de proceso; muestras.

Unidad

m/s · velocidad de sedimentación zonal (m/h) · área unitaria requerida (m²·h/t) · concentración de sólidos en la descarga (%) · turbidez del sobrenadante (NTU) · dosis de floculante (g/t) · tensión de fluencia de la pulpa espesada (Pa)

Rango de referencia

La dosis de floculante tiene un óptimo claro: por debajo no flocula y por encima la velocidad deja de mejorar mientras el costo y la turbidez aumentan; las concentraciones de descarga alcanzables dependen del mineral y van de porcentajes moderados a pastas muy densas en los sistemas de relave espesado

Norma que lo exige

Los requisitos de diseño de las instalaciones de manejo de relaves y de recuperación de agua, que forman parte del estudio de impacto ambiental y de los permisos; las normas sobre uso y recirculación de agua en zonas áridas, donde la autoridad limita el consumo; las especificaciones de los proveedores de floculante; las normas de calidad del agua recuperada para su reuso

Norma que describe la técnica

Los manuales de procesamiento de minerales sobre espesamiento y sobre dimensionamiento de espesadores a partir de ensayos de sedimentación; las guías sobre selección de floculantes y sobre ensayos de probeta; las normas sobre determinación de turbidez y de sólidos suspendidos; los procedimientos del proveedor del reactivo

Edición y vigencia de la norma

Manuales de procesamiento de minerales y guías de espesamiento vigentes

Volumen de muestra

Destructivo. Litros de pulpa por serie de ensayos

Conservación y transporte

El floculante se prepara con la concentración y el tiempo de maduración que indica el proveedor y se usa fresco: una solución vieja o mal disuelta pierde eficacia y hace descartar un producto que en realidad servía. La mezcla se hace con la energía y el tiempo definidos, ya que un exceso de agitación rompe los flóculos y el ensayo da velocidades bajas. Se usa el agua de proceso real, cuya dureza y salinidad afectan de manera notable a los floculantes. La pulpa se ensaya fresca y a la temperatura de planta.

Límite de detección típico

No aplica: se determinan velocidades y concentraciones

Incertidumbre típica

Del orden del 10 % en la velocidad de sedimentación entre réplicas; el escalamiento al equipo industrial aporta la mayor incertidumbre

Área

Geología y minería; Aguas; Ingeniería

Fecha de última actualización: 10/9/2026