Simulación numérica del funcionamiento de una nueva celda de flotación basada en tecnologías no convencionales del tipo hidrociclón magnético para un uso más eficiente de los recursos hídricos

Abstract

El objetivo principal de esta tesis es evaluar experimentalmente la eficiencia de la nueva celda MG-Float(R) y analizar numéricamente la fluido dinámica del sistema utilizando el software ANSYS(R) que expliquen dichos resultados experimentales frente a cambios de distintos parámetros geométricos y operacionales de la celda. Para las simulaciones se variaron distintos parámetros geométricos, como por ejemplo el largo y diámetro de la celda y se simuló distintas formas de utilización de la celda. Se tomaron distintas velocidades de alimentación de pulpa, y la aplicación de distintos campos magnéticos. Se tomaron dos enfoques para modelar el funcionamiento de la celda. El primero considera la inyección y el estudio del comportamiento de partículas de calcopirita con distintas proporciones de calcopirita y por ello de distintas densidades y de diferentes tamaños para distintos parámetros operacionales de la celda. El segundo enfoque esta centrado en el modelamiento del fluido de distintas densidades, como un plástico de Bingham. Se observa que para las simulaciones en que se utiliza un fluido Newtoniano, el fluido dentro de la celda tiene un comportamiento helicoidal. La variación de los parámetros geométricos de la celda, como el largo y el diámetro perjudica las condiciones de régimen y velocidad del fluido. De los resultados obtenidos se pudo concluir que la interacción del campo magnético tiene un efecto positivo en la recuperación de las partículas de interés económico. El campo magnético generado sobre la celda induce una fuerza sobre una partícula con una carga débil, denominada fuerza de Lorentz. La fuerza de Lorentz depende de la intensidad de campo magnético, de la velocidad y carga de las partículas. Como las partículas de calcopirita poseen una carga muy débil y el aumentar la intensidad de campo magnético conlleva en el aumento de los costos de la planta, la única opción para aumentar la interacción entre el campo magnético y las partículas, es el aumento de la velocidad de las partículas dentro de la celda. Al aplicar un campo magnético externo sobre la celda mejora de forma significativa la recuperación de calcopirita. En particular se encontró que la recuperación del particulado grueso mejora en presencia de un campo magnético de 0.001 [T]. La recuperación de las partículas finas no mejora al aplicar un campo magnético externo, sino que mejora al aumentar la velocidad de alimentación de la pulpa.