Alternativas de clasificación en la producción de arenas de cuarzo

Abstract

Para elaborar vidrio y cristal se requiere arena silícea (cuarzo) de alta calidad con granulometrías finas, generalmente de un rango entre 0,1-0,6 mm, obtenidas a partir de un sistema de molienda compuesto, entre otros equipos, por clasificadores de tamaño de partículas. Comúnmente éstos son hidrociclones, los que se caracterizan por separar las partículas en función de la gravedad específica del material, mediante la aplicación de fuerzas centrífugas y aire ascendente. La presente investigación busca explorar opciones que optimicen los procesos de clasificación, es decir, que los hagan más eficientes y sostenibles (con menos pérdidas) en cuanto a la producción. Así, el autor propone la utilización de harneros de alta frecuencia, los que presentarían un mejor rendimiento de clasificación y a nivel de proceso, o mejorar la clasificación modificando valores de diseño y condiciones operacionales. Para ello se analizó un circuito de molienda y clasificación generado en el software de simulación METSIM, en base al criterio de diseño que generalmente se utiliza en la industria de arenas silíceas y el escalamiento de datos de laboratorio para proceder al ajuste de los modelos involucrados de cada equipo de proceso, tomando como eje central que el hidrociclón es el clasificador de la molienda. Entre los hallazgos más relevantes, se evidencia que el harnero clasifica de una manera mucho más selectiva y con menos pérdidas dado que alcanza un indicador global en tamaños de separación sobre 200 [um] en un total de 85,57 [%] y el hidrociclón un 54,50 [%]. Asimismo, se demuestra que la modificación de ciertas variables operacionales y de diseño del hidrociclón, como el cambio de diámetro del vortex o aumento del porcentaje de sólidos en su alimentación, no conducen a una mejora del proceso, manteniendo eficiencias globales bajo el 60 [%]. El reemplazo del hidrociclón por un harnero de alta frecuencia no sólo representa una mejora significativa desde el punto de vista técnico, sino que también resulta un beneficio económico producto de un valor actual neto (10 años) de 28.463.479 [US$] para una planta de 40 [tph] de procesamiento.