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IQ67A-Taller de Diseño de Equipos
Gabriela SandovalSebastián Ubilla
Jueves 3 de diciembre de 2009
Universidad de ChileFacultad de Ciencias Físicas y MatemáticasDepartamento de Ingeniería Química y Biotecnología
1. El Problemao Parámetros de Diseño
2. Diagrama de Flujos del Proceso
3. Balances de Masao Determinación del Área del Filtro
4. Balances de Energía Mecánicao Determinación de la Potencia de la Bomba
5. Dimensiones de Equipos y Fundaciones
6. Layout del Proceso
7. Instrumentación y Cañerías
2
Tratar lodo de hidróxido de cobre (residuo líquido de procesos mineros) mediante la separación de los sólidos.
La alimentación consiste en un lodo de hidróxido de cobre (20%) y una solución de sulfato de níquel (5%) y sulfato de sodio (más trazas de H2SO4). El flujo de alimentación es de 8,5 [m3/hr] (ρ = 1,26 [Kg/m3]).
3
Capacidad: Área suficiente para tratar 8,5 [m3/hr] de lodo.
Presión de trabajo: 100 [psi].
Composición de la torta:◦ 50% de humedad◦ 0,5 % de sulfato de níquel◦ 5% de sulfato de sodio
4
1. El Problema
5
Compuesto Masa [Kg] Fracción Másica [%]
Hidróxido de Cobre 2.137,9 20
Sulfato de Níquel 534,5 5
Agua 7.524 70,4
Sulfato de Sodio 492,1 4,6
Ácido Sulfúrico 0,83 0,01
Total 10.689,2 100
6
Tabla: Balance de Masa en la Torta
Compuesto Masa [Kg] Fracción Másica [%]
Hidróxido de Cobre 2.137,9 44,5
Sulfato de Níquel 24,02 0,5
Agua 2.402,1 50
Sulfato de Sodio 240,2 5
Ácido Sulfúrico 0 0
Total 4.804,2 100
7
3. Balances de Masa
Tabla: Balance de Masa en el Filtrado
El balance de Energía Mecánica se hace en la bomba, justo entre la succión y la descarga:
8
Estanques
9
TanqueDiámetro
interno [m]Espesor
Tanque [mm]Altura Tanque
[m]Presión máxima soportada[kPa]
Alimentación 3,39 7,44 6,78 184,9Recepción 4,62 7,13 2,31 126,1
TanqueNúmero de
FundacionesArista [cm]
Altura Zapata [cm]
Alimentación 3 162,89 81,45Recepción 4 112,78 56,39
Filtro Prensa◦ Dimensionamiento
Marco conceptual
Resultados
10
Número de placas
Área placa [m2]
Área total [m2]
Espesor placa [mm]
Volumen torta [m3]
38 1,69 62,74 50 3,137
Filtro Prensa y Bomba Centrífuga◦ Diseño mecánico
Fundaciones
Estructuras Metálicas
11
5. Dimensiones de Equipos y Fundaciones
EquipoNúmero de
fundacionesLados [cm]
Arista “Pollo” [cm]
Altura Zapata [cm]
Filtro Prensa 4 39,49 x 39,49 10 13,41Bomba 2 39 x 1,37 - -
12
Tanque de Alimentación
Filtro Tanque de Filtrado
2 m3,4 m 1,9 m 2 m 4,65 m
5 m
Código Nombre Descripción
CB1 Controlador de Bomba 1 Variación de Frecuencia
TN1 Transmisor de Nivel 1 Mide la altura del estanque
TN2 Transmisor de Nivel 2 Mide la altura del estanque
TP1 Transmisor de Presión Mide las variaciones de presión
L1 Alarma 1 Alarma de Nivel máximo o mínimo
L2 Alarma 2 Alarma de Presión máxima
L3 Alarma 3 Alarma de Nivel máximo13
E-1 E-2
V-1 V-2
CB 1
E-4 E-5 E-6 E-7 E-8
V-3
TN1
L1
E-9
TN2
L3
TP1
I-9
L2
14
Cañerías
Tramo DNOMINAL [‘’] DEXTERIOR [mm] Espesor [mm] Largo [m] Codos
Estanque de alimentación -Bomba Centrífuga
4 114,3 6,02 1,2 2
Bomba Centrífuga - Filtro Prensa
3 88,9 5,49 2 2
Filtro Prensa – Estanque de Filtrado
3 88,9 5,49 2,5 3