Modelamiento y estudio del efecto de la reología del relave en canaletas y cajones

Abstract

En esta memoria se estudia el comportamiento del relave de cobre chileno con diferentes concentraciones, específicamente con concentraciones en peso de 35% 45%, 50% y 55%. Es importante realizar este estudio debido a la necesidad del país de recuperar las aguas de tratamiento de los relaves, por la escasez de agua en el norte de Chile, aumentando la concentración de la pulpa. El principal objetivo de esta memoria es modelar el relave asumiendo un comportamiento como fluido no- newtoniano, estudiando la reología de éste y ver los efectos que tiene en cajones de transición Para esto se realizarán simulaciones en el software ANSYS Fluent 14.5, donde primero se hace una recopilación de los antecedentes más importantes para poder caracterizar el relave y el fluir de este en canaletas y cajones, tanto para fluidos newtonianos, como no-newtonianos. También se estudia la reología del relave para las diferentes concentraciones, utilizando correlaciones obtenidas de antecedentes. Luego se crea un diseño hidráulico del cajón de transición para luego generar un mallado, y a través de condiciones de borde adecuadas, lograr simular el fluir del relave con las concentraciones antes mencionadas. El análisis es transiente de 30 seg. de simulación. Se realizan dos simulaciones del relave con concentración en peso 35% una con un modelo de flujo turbulento k-e y otro con un modelo viscoso laminar. Luego se procede a realizar las simulaciones del relave de alta concentración en peso como plástico de Bingham. Dentro de los resultados más importantes se logra validar los resultados obtenidos, comparando las velocidades numéricas con las teóricas. Además, haciendo una comparación entre el modelo laminar y turbulento, se justifica el uso del modelo viscoso laminar para la simulación del fluir del relave. Por último, dado los resultados obtenidos de sedimentación y desgaste del cajón, se puede seleccionar la geometría diseñada como la adecuada, dadas las condiciones de operación planteadas en la memoria.