Minimizar el porcentaje de humedad del relave filtrado con filtro prensa, optimizando la densidad y porcentaje de finos de la pulpa de relave

Abstract

El filtrado de relaves tiene como equipo principal el filtro prensa de placas verticales, el cual es un equipo cuya operación y funcionamiento involucra diversas disciplinas de ingeniería como mecánica, mecánica de fluidos, eléctrica, electrónica y metalurgia, con el único objetivo de extraer la mayor cantidad de agua de la pulpa de relave que ingresa. Por lo tanto, al involucrar varias disciplinas, la humedad final depende de muchos parámetros relacionados a las diversas disciplinas involucradas. Así, para lograr la humedad mínima se necesita encontrar los parámetros óptimos de cada disciplina en los que opere el filtro. Por tal motivo, la presente tesis tiene como objetivo principal optimizar los parámetros metalúrgicos de la pulpa de relave, densidad y porcentaje de finos, con que debe ingresar al filtro para obtener la mínima humedad en el cake filtrado. Es así por lo que se diseñó un plan estratégico de pruebas para estudiar los efectos que tienen estos dos parámetros de la pulpa de relave, densidad y porcentaje de finos, sobre la humedad final del cake, llegando a optar por un diseño factorial 32 como plan de pruebas y ejecutándolo en tres etapas. La primera etapa de pruebas tuvo la finalidad de recolectar información de la operación actual, de donde resultó que la densidad y porcentaje de finos con que se operaba eran 1476.7 kg/m3 y 50.2% respectivamente obteniéndose 15.1% como humedad final del cake filtrado. La segunda etapa tuvo la finalidad de ejecutar las pruebas del diseño factorial planificado y recolectar datos experimentales con la que se realizó un análisis estadístico completo, encontrando un modelo matemático de la humedad final en función de la densidad y porcentaje de finos, el cual nos dio como rangos óptimos de operación de densidad 1700 a 1750 kg/m3 y porcentaje de finos 46.89% a 46.96%. Finalmente, la tercera etapa tuvo como finalidad comprobar los valores óptimos encontrados, se ejecutaron pruebas en donde se logró tener una densidad de 1705.3 kg/m3 y porcentaje de fmos de 47.6%, obteniendo 13.5% de humedad. Los rangos al 95% de confianza de las medias de humedades del proceso antes y después de optimizar son (15.01%; 15.23%) y (13.27%; 13.69%) respectivamente, quedando comprobado estadísticamente que se logró reducir en 10.6% la humedad del cake filtrado.

Tailing filtration has as main equipment vertical plate filter press, which is an equipment whose operation and performance involves several engineering disciplines such as mechanics, fluid mechanics, electrical, electronics and metallurgy, with the sole aim of extracting the largest amount of water from entering tailings pulp. Therefore, by involving several disciplines, final humidity depends on many parameters related to the disciplines involved. Thus, to achieve mínimum humidity, it is necessary to find each discipline optimal parameters in which filter operates. For that reason, this thesis main objective is to optimize metallurgical parameters of tailings pulp, density and fines percentage, which must enter the filter to obtain minimum cake humidity. That is why a strategic test plan was designed to study the effects of these two tailings pulp parameters, density and fines percentage, on final cake humidity, eventually opting for a 32 factorial design as a tests plan and running it in three stages. First stage of tests had the purpose of collecting information from current operation, from which it tumed out that density and fines percentage with which filter plant was operated were 1476.7 kg/m3 and 50.2% respectively, obtaining 15.1 % as final cake humidity. Second stage had the purpose of executing the planned factorial design tests and collecting experimental data with which a complete statistical analysis was carried out, finding a mathematical model of final humidity based on the density and fines percentage, which it gave us as optimal operation density ranges from 1700 to 1750 kg/m3 and fines percentage range from 46.89% to 46.96%. Finally, third stage was aimed at verifying optimal values found, tests were carri ed out where it was possible to have 1705.3 kg/m3 as density and 47.6% as fines percentage, obtaining 13.5% as cake humidity. Ranges at 95% confidence means of cake humidity before and after optimizing are (15.01 %; 15.23%) and (13.27%; 13.69%) respectively, being statistically preven that cake humidity was reduced by 10.6%.