Pilot-plant Studies of Non-steady-state Continuous Sedimentation

8/12/2019 Pilot-plant Studies of Non-steady-state Continuous Sedimentation

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E L S E V I E R I M w d e r T e c h n o l o g y 9 6 i I 9 9 8 ) 2 6 ? - 2 7 4

POWDERTE HNOLOGY

Pi l o t p l ant s tud i es o n o n s t e a d y s t a t e c o n t i n u o u s s e d i m e n t a t i o n :hydrodynam i cs and so l i ds d i s tr i but i on prof i l e s

M . M u f i i z , H . B e r t h i a u x , A . G u t i d r r e z , J . L . B u e n oDe po rtm en t q/ C he m ica l Kn,, ineer in? and t : 'm 'ironm enla l Te~ hnolo)' . Fg*cul lv q/ ' Che nl is t O, l /niver.vi ly t / ()w edo . aYd a .lul idn ( Vave r ia ~/H.

E .?071 OYicd~. Spa inR e c e i v e d 1 5 . l a n u a r 3 I q 9 7 : r e v i s e d 2 2 S e p t e m b e r 1 9 9 7

A b s t r a c tA sed im en ta t ion - f loccu la t ion p i lo t p lan t has been des igned and bu i l t , capab le o f opera t ing under con t inuous an t i d iscon t inuous cond i t ions ,

incorpora t ing a sys tem to de tec t so l ids concen t ra t ion p ro l i le s th roughou t the se t t le r us ing e lec t r ica l conduc t iv i ty , and an au tom at ic con t ro ldev ice , suppor ted by su i tab le compute r equ ipment wi th i t s own so f tware . The hydrody namic behav iour o f the con t inuous th ickener has beens tud ied th rough t rans ien t - response techn iques . Resu l t s o f exper imen ts ca r r ied ou t wi th minera l suspens ions m con t inuous opera t ion a rep resen ted here . 1998 E lsev ie r -Sc ience S .A. Al l r igh ts re se rved .K e v u ' o r d s : C o n t i n u o u s s e d i m e n t a t i o n : P i l o t p l a n l s : N o l i d s c ~ m c e n l r a f i o n p r o fi l e s : T r a n s i c n l r e g m ] c : E l e c t r i c a l c o n d u c t i x i l y

1 . I n t r o d u c t i o nS e d i m e n t a t i o n i s o n e o f lh m o s t c o m m o n l y u s e d p r o c e -

d u r e s f o r s o l i d - l i q u i d s e p a r a t i o n , a n d c o n s t i t u t e s o n e o f th cs i m p l e s t o p e r a t i o n s i n i n d u s t r i a l p r o c e s s e s f o r r e c o v e r y o rw a t e r r e m o v a l .

O c c a s i o n a l l y , c r i t i c a l s i t u a t i o n s m a y o c c u r d u r i n g i n d u s -t r i a l s e d i m e n t a t i o n o r s l u d g e w a s t e w a t e r t r e a t m e n t , w h i c hu s u a l l y l e a d t o p o o r t h i c k e n i n g a n d / o r i n e f f i c i e n t c l a r i f i c a -t i o n . I n th e c a s e o f a c t i v a t e d s l u d g e i n w a s t e w a t e r t r e a t m e n t ,t h e s e s i t u a t i o n s t a k e p l a c e: d u e t o m o d i f i c a t i o n s i n t h e s e t t l i n gc h a r a c t e r i s t i c s o f b i o s o l i d s , a n d d u e t o c h a n g e s i n th e h y d r a u -l i c l o a d i n p l a n t p r a c t i c e , g o p r e v e n t o r d i m i n i s h t h e s e u n d e -s i r a b l e s i tu a t i o n s , d e s i g n i m p r o v e m e n t a n d o p e r a t i o n c o n t r o ls t r a t e g i e s m u s t h e e v a l u a l e d [ I 1.

T h e m e a s u r e m e n t o f s o l i d s d i s t r i b u t i o n s e e m s I o b e p a rt i cu l a r l y i m p o r t a n t i n t h e s e s i t u a t i o n s , e i t h e r o n a n i n d u s t r i a l o rl a b o r a t o r y s c a l e . T h e l a c k o f a c o n v e n i e n t t e c h n i q u e , c a p a b l eo f m e a s u r i n g s o l i d s c o n c e n t r a t i o n , h a s b e e n o n e o f t h e r e a s o n sf or t h e s l o w d e v e l o p m e n t o f th e s t u d y o f t h i ck e n i n g p h e n o m -e n a , e s p e c i a l l y i n c o n t i n u o u s o p e r a t i o n s .

A m e t h o d b a s e d o n c o n d u c l i v i t y , w h i c h c a n b e a p p l i e d t oo t h e r s y s l e m s a p a r t f l o m : ~ e p a ra t iv e s e d i m e n t a t i o n , h a s b e e nu s e d t o c o m p l e m e n t s o m e p r e c e d i n g t e c h n i q u e s l o t m e a s u r -i n g s o l i d s c o n c e n t r a t i o n 1 2 l - S o m e a u t h o r s h a v e d e v e l o p e dt h e c o n d u c t i v i t y m e a s u r e m e n t t e c h n i q u e a t t h e la b o r a t o r y

* C o r r e s p o n d i n g a u t h o r . T e l . : + 3 4 S 5 1 1: ) 3 4 4 4 . F a x : + 3 4 8 5 1 0 3 4 3 4 .0 0 3 2 - 5 9 1 0 / 9 8 / 1 9 . t ) 0 : C 19 9 8 F A s e v i c r S c i e n c e S . A . A l l r i g h l ~ r e s e r v e d .P 1 1 S 0 0 3 2 - 5 9 I O 9 7 ) 0 3 3 8 4 - ( ~

s c a l e 1 3 , 4 1 , a n d w e h a v e p r e f e r r e d t h i s p r o c e d u r e t o t h o s eb a s e d o n e l e c t r i c a l c a p a c it y o r t u r b i d it y . T h e s e d i m e n t a t i o n -l l o c c u l a t i o n p i l o t p l a n t d e s c r i b e d i n t h i s p a p e r h a s b e e n p u ti n l o o p e r a t i o n t o u n d e r t a k e t h e s t u d y o f c o n t i n u o u s t h i c k e n e r si n th c n o n - s t a t i o n a r y r e g i m e 1 51 .

2 . P i l o t p l a n t d e s c r i p t i o n2 I A p p a r a l u s

A s e d i m e n t a t i o n - f l o c c u l a t i o n p i l o t p la n t h a s b e e n d e s i g n e da n d b u i l t , a s c h e m a t i c d i a g r a m b e i n g p r o v i d e d i n F i g . I . I t sm a i n e l e m e n t i s t h e s e d i m e n t a t i o n c h a m b e r , c o n s i s t i n g o f aP e r s p e x c y l i n d r i c a l s e t t l e r 3 . 5 m h i g h a n d 0 . 2 5 m i n d i a m e t e r ,w i t h c e n t r a l l e e d a n d u n d e r f l o w , a n d p e r i p h e r a l o v e r f l o w .I n o r d e r to a v o i d i n t e r f e r e n c e s , a r a k e m e c h a n i s m r u n b y av a r i a b l e - s p e e d r a te m o t o r h a s b e e n i n c o r p o r a t e d i n a n u n u s u a lw a y , c o a x i a l t o lh e c o n i c a l b o t t o m o f t h e c y l i n d e r .

T h e f e e d d i s t r i b u t o r c o n s i s t s o f a 0 . 0 5 m i n t e r n a l d i a m e t e ra n d 1 .5 m h i g h t u b e , a n d c a n b e s u b m e r g e d t o d i f f e r e n t d e p t h sr e s i d e t h e s e t t l e r . T h e f e e d i s c i r c u l a t e d f l - o m t h e m a i n f e e dt a n k t h r o u g h a s t e a d y - h e a d t a n k t o m a i n t a i n a c o n s t a n t f e e dr a t e .

T h r e e f u r t h e r t a n k s h o l d f l o c c u l a n t , a c i d a n d / o r b a s e i no r d e r l o m a i n t a i n t h e f e e d p H a t I h e r e q u i r e d v a l u e s . F e e ds l u r r y i s p u m p e d f r o m t h e f e e d t a n k t o t he h e a d t a n k b y m e a n s


2/8

2 6 8 M . M u f i t z e t a l . / P o w d e r T e c l m o f o g v 9 6 1 9 9 H ) 2 6 7 2 7 4

II . t

+ 1

~ o ~ FI6 F7

F i g . I . F l o w d i a g r a m c i r c u i t o f t he s e d i m e n t a t i o n - l l o c c u l a t i o l l p i l o t p l a n t .F 1 , r a k e m e c h a n i s m ; F 2 , u n d e r t lo w w a s t e w d v e : F 3 . t m d e r l l ~ w r e c y c l i n gv a l v e 1 ; F 4 . u n d e r f l o w r e c y c l i n g v a l v e 1 1: F 5 , o v e r l t o ' a w a s t e x a l x c : [ :7 . l a pw a l e r v a l v e : F S , h e a d t a q k v a l v e : F g . u n d e r f l o w p u m p : F IO . [ e ed p u m p : F I 1.b a s e p u m p : F I 2 , a c i d p u m p ; F I 3 , f l o c c u l a n t p m n p : F I 4 . f e e d l a l l k s ti r r e r :F I S , h e a d t a n k s t i r r e r : 1 7 16 . I l o c c u l a n t t a n k s t i r r e r : 1 1 7 , p i t e l e c l l o d c : 1 : 1 8.f e e d r e s i s t a n c e : F I 9 , l e m p e r a t u r e e l e c t r o d e : F 2 0 . c o n d u c t i v i t y e le c t r o d es y s t e m : 1 , s e d i m e n t a t i o n t a n k : 2 , m a i n l c c d t a n k : ; . s t e a d y - h e a d t a n k ; 4 .[ t o c c u l a n t t a n k : 5 , a c i d t a n k : 6 b a s e t a n k .

o f a c e n t r i fu g a l p u m p , w h i l e t h e u n d e r f l o w i s d r o w n o f f b y ap e r i s t a l t i c p u m p . D i a p h r a g m p u m p s a r e u s e d f o r I l o c c u l a n t ,a c i d a n d b a s e a d d i t i o n .

A l l t h e i n l e t a n d o u t l e t f l o w s a r e c o n t r o l l e d b y p n e u m a t i cv a l v e s . A d d i t i o n a l l y , i n o r d e r t o a v o i d p o s s i b l e o v e r f l o w s ,t h e p i l o t s e t t l e r i s e q u i p p e d w i t h a d o u b l e l i q u i d - l e v e l c o n t r o ls y s t e m i n t he f e e d t a n k a n d i n t h e o v e r f l o w v e s s e l .

2 . : ? . M e a s u r i n g e q u i p m e n t

T h e o v e r f l o w r a t e i s m e a s u r e d b y a s t a i n l e s s - s t e e l v e n t u r ia n d a p r e s s u r e t r a n s d u c e r l k ) l lo w i n g t h e p r e s s u r e d r o pt h r o u g h o u t t h e t u b e . T h e u n d e r f l o w r a t e i s c a l c u l a t e d b y t i m -i n g a m e a s u r e d v o l u m e .

T h e f e e d t e m p e r a t u r e i s m a i n t a i n e d c o n s t a n t b y m e a n s o fa r e s i s t a n c e h e a t e r p l a c e d i n s i d e t h e s t o c k t a n k , a c t i v a t e d b ya d i g i t a l c o n t r o l l e r a n d a t e m p e r a t u r e e l e c t r o d e s u b m e r g e d i nt h e h e a d f e e d t a n k .

T h e p H i s m e a s u r e d b y t h e e l e c t r o d e s i t u a t e d i n t h e s a m ef e e d t a n k a n d c o n t r o l l e d b y a d d i n g a c i d o r b a s e t o t h e i n l e ts l u r r y .

5 1 c o n d u c t i v i t y e l e c t r o d e s a r e d i s t r i b u t e d a l o n g t h e 3 .5 mh e i g h t o f t h e s e d i m e n t a t i o n t a n k , b e i n g p o s i t i o n e d d i a m e t r i -c a l l y o p p o s i t e e a c h o t h e r e v e r y 0 .0 5 m f r o m t h e b o t t o m u pt o 2 m h i g h , a n d t h e n e v e r y O . I 0 m f l) r t h e r e m a i n i n g e l e c -t r o d e s , e x c e p t i n g t l l e t w o a t t h e t o p , w h i c h a r e p l a c e d a t 3 . 3 0a n d 3 . 4 5 m h i g h . 3 2 o f t h e s e e l e c t r o d e s a r e s i m u l t a n e o u s l yo p e r a t i v e , a n d u s e d t o m e a s u r e t h e s o l i d s c o n c e n t r a t i o n p r o -f i l e s , t h e p o s i t i o n o f t h e o p e r a t i v e e l e c t r o d e s b e i n g c h a n g e dd e p e n d i n g o n t h e e x p e r i m e n t a l r e q u i r em e n t s .

2 .3 A u t o m a t i c c o n t r o lI n o r d e r t o c o n t r o l a n d a u t o m a t e t h e o p e r a t i o n , t h e p i l o t

p l a n t i s r e g u l a t e d b y a c e n t r a l i z e d c o n t r o l u n i t c o n s i s t i n g o fa P C - c o m p a t i b l e c o m p u t e r a n d a f i t t e d i n t e r f a c e . T h e s y s t e mi s a b l e t o r u n u n d e r d i s c o n t i n u o u s a n d c o n t i n u o u s c o n d i t i o n s .a n d i n o p e n a n d c l o s e d c i r c u i t ( r e c y c l i n g o f th e u n d c r l l o wa n d / o r o v e r f l o w ).

T h e f u n c t i o n i n g o f t h e d i f fe r e n t c o m p o n e n t s o f t h e e q u i p -m e n t ( F ) d e t e r m i n e s t h e o p e r a t i o n m o d e . T h e i n t e r f a c e a n dt h e s o f t w a r e e n a b l e t h e s y s t e m t o b e c o n t r o l l e d a n d p r o c e s sa l l t h e i n f o r m a t i o n d a t a i n th e s y s t e m .

T h e c o m p u t e r p r o g r a m m e w a s w r i t te n i n Q u i c k - B a s i c l a n -~ u a e c. . . . a n d d e s i g n e d in s u c h a w a y t h a t e a c h v a r i a b l e w o r k ss e p a r a t e l y o r in a u t o m a t i c m o d e .

T h i s a u t o m a t i c m o d e c o n s i s t s o f d i f fe r e n t g r a p h i c s c r e e n s ,w h i c h a r c e i t h e r i n f o r m a t i v e o r i n t e r a c t i v e , a n d s o c o n t r o ld a t a c a n b e i n t r o d u c e d . F i g . 2 s h o w s a s c h e m a t i c d i a g r a m o lt h e c o m p u t e r p r o g r a m m e , c o m p o s e d o f t h e m a in p r o g r a m m ea n d t h e d i f f e r e n t s u b r o u t i n e s w h i c h m a k e u p t h e i n d i v i d u a ls c r e e n s .

T h e f i r s t s c re e n o f t h e a u t o m a t i c c o n t r o l i s t h e e l e c t r o d ec a l i b r a t i o n m o d e , w h i c h i s d e s c r i b e d i n d e t a i l b e l o w . A f t e rp e r f o r m i n g o r r e a d i n g t h e s i g n a l o f t h e l a s t c a l i b r a t i o n , a ni n f o r m a t i v e c h a r t a b o u t t h e c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e e x p e r i m e n ta p p e a r s , i t b e i n g p o s s i b l e t o i n t r o d u c e s u c h p a r a m e t e r s a s t h eo p e r a t i o n m o d e . d u r a t i o n o f t h e e x p e r i m e n t , s e v e r a l fe e dp r o p e r t i e s ( n a t u r e , p H , t e m p e r a t u r e , c o n c e n t r a t i o n , p a r t i c l es i z e , e t c . ) , o v e r f l o w a n d u n d e r f l o w r e f e r e n c e s , e t c. S u b s e -q u e n t l y , t h e o p e r a t i o n m o d e o f a l l t h e i n t eg r a l p a r t s o f th ee q u i p m e n t c a n b e s e t, e i t h e r c o n t i n u o u s l y , d i s c o n t i n u o u s l y

r n o t r u n n i n g , a s w e l l a s t h e o p e r a t i o n t i m e . F i n a l l y , t h e t i m ei n t e r v a l b e t w e e n t h e o u t p u t o f t w o c o n s e c u t i v e d a t a m u s t b es p e c i f i e d .

D u r i n g t h e o p e r a ti o n a n d r u n n i n g o f t h e p r o g r a m m e , t w oi n t e r a c t i v e s c r e e n s c a n b e o b s e r v e d . T h e f i r s t o n e s h o w s t h el l o w c i r c u i t o f t h e p i l o t p l a n t w i t h t h e e q u i p m e n t o p e r a t i n g .T h e s e c o n d s c r e e n c o n t i n u o u s l y d i s p l a y s t he o u t p u t v a l u e sa n d g r a p h i c a l l y p r e s e n t s t h e f o l l o w i n g d a t a : O p e r a t i o n t i m e I n t e r v a l o f t i m e b e t w e e n t w o o u t p u t d a t a F e e d t e m p e r a t u r e F e e d p H O v e r f l o w a n d u n d e r f l o w r a te s C o n c e n t r a t i o n p r o f i l e s a l o n g th e s e t tl e r

A l l t h e d a t a a r e s a v e d i n d i f f e r e n t fi l e s f o r l a t e r p r o c e s s i n g

3 Hydr odynamic s3 . I . A n t e c e d e n t s

A l l t h e d e s i g n p r o c e d u r e s a r e b a s e d o n t h e s o l i d s m a s sb a l a n c e u n d e r t h e c l a s s ic a l f o r m a l i s m s o f K e i n a t h - Y o s h i o k t ~( a n a l y s i s o f t h e ba t c h Il ux c u r v e ) a n d O b a t a - W a t a n a b ei a n a l y s i s o f t h e s e t t l i n g c u r v e o r i n t e r f a c e h e i g h t v e r s u s t i m e


3/8

M. M l,?i: ut at. / I cm de r T~ < lm,h,,4v U 1~)9~ ~267 274 2f t9

AutomaticControl

I

(VariablesNew calibrationYes [ No

C a~ m tio~ n Yes ~lank ( Data dquisitin 0 JI A r i

r'T Newcalibration I~ st calibration :~ ( l C ontrolatamodification/

[ ' i ~ . ~ 2 . St_ Jlcr l la l ic d i a e n u n o f I h c L ' O I / l I ) L l I C I plo* rLi l l le M r t l c t t t r c .

I o . d o F ]l t ~ - ~ I /

Change n cxmtrol

p l o t ) a n d a s s u m e t h e s i m p l e w e l l - k n o w n h y d r o d y n a m i cb e h a v i o u r o f th e s e t t l i n g t a n k ( F i g . 3 ) , t h e f e e d s e p a n u i n gi n t o t w o s e c o n d a r y f l o w r e g i o n s , t h e c h u - i f y i n g / o n e a n d t h et h i c k e n i n g z o n e , b o t h a s s u m i n g p l u g l l o , , v .

T h e e x t e n s i o n t o t h e l i e ld o f m a c r o l l u i d s I l o w , a n d t h es u b s e q u e n t r e s t r i c t i o n s o n th e a p p l i c a t i o n o f t h e r c s i d e n c ct i m e d i s lr i b u t io n ( R T D ) f o r m a l i s m t o s e d im e n t a t i o n , h asb e e n s a t i s f a c t o r i l y a p p l i e d lo th e h y d r o d y n a m i c c h a r a c l c r iz a t i o n e l h o n l o g e n e o u s t r a n s f e r u n i t s a n d r e a c t o r s I f I . andw a s d i s c u s s e d b y t h e a u t h o r s i n a p r e v i o u s p a p e r 1 71 o n t h eb a s i s o f the s e t o f m u l t i - c o n t i n u i t y e q u a t i o n s f o r t he c on l i nuous phas e and t he hy d roc Ly nam i c pa r t i c l e cl as ses . On l y w hent h e s u s p e n s i o n c a n b e c o > i d e r e d a s a s in g l e phase ( m i c r o -t l u i d ) o r i n t h e a b s e n c e o f d i f f u s i o n a l o r p h o r e t i c u l f o r c e s a n ds e l e c t i v e i n e r l i a ( a s o c c u r s i n i d e a l s e t t l e r ~ ) . R T D i n l o r m al i o n , b a s e d o n t h e c o n t i n u o u s p h a s e , m a y b e u s e f u l f o r d e s i e n .p a r t i c u l a r l y f o r t he d e t e c t i o n o f d e a d v o l u m e s and i d c n t i t ic a t i o n o f t he l o p a n d b o t t o m r e g i o n s .

T h e h y d r o d y n a m i c c o n d i t i o n s i n s i d e a c o n t i n u o u s I h i c ke n e r h a v e b e e n s t u d i e d b y s o m e a u t h o r s [ 8 , 9 ] . I d c a l l y . it m a xb e a s s u m e d t h a t s l u d g e f l o w s t h r o u g h t h e s e t t l e r in p l u g f l o w ,

FeedE f t ) , ~ O v er fl ou

I~[k qcP vlum e tm ~ . I .- 1otlom volum e

~ ~ L ~ ~ Underflo,aFig. 3. The two llow regions m an clem elltary settler.

s o e a c h e l c m e n t o f s l u d g e h a s t h e s a m e r e t e n t i o n l i m e i n th eh u l k . T o e x p l a i n s m a l l d e v i a t i o n s f r o m t h e i d e a l b e h a v i o u r .t h e r e a r e t w o o n e - p a r a m e t e r m o d e l s , t h e d i s p e r s i o n a n d t h et a n k s i n - s e r i e s m o d e l s , w h i c h h a v c b e e n u s e d t o d e s c r i b e t h eh w l r o d v n a m i c l l o w p a t t e r n i n th e p i l o t p l a n t .

3 . 2 . l : i , y ~ e r i m e , l u l

D i l Te rc n t e x p e r i m e n t s o f t r a n s i e n t - r e s p o n s e t e c h n i q u e sh a v e b e e n c a r r i e d o u t , u s i n g a s a i l - s o l u t i o n t r a c e r a s a s te pi n p u ( 0 . 2 k g N a C I m ~ c o n c e n u a t i o n ) , b e i n g i n t r o d u c e d i nt h e s e l t l c r a l s t e a d y - s t a l e c o n d i t i o n s a n d r u n n i n g w i t h t a p~ a le r . T h e e v o l u l i o n e l : t h e c o n d u c t i v i t y i n t h e u n d e r i l o w a n do v e r l l o w , w a s d e t e c l e d t h r o u o h | h e e l e c t r o d e m e a s u r e r n e n ls y s t e m .

( ~ o n lJ n u o u s s t e a d y - s l a t e r u n s w e r e p e r f o r n l e d a t f o u r d i lLf e r e n t i n l e t f l o w r a t e s v , i t h I o u r s e p a r a t e r u n s a t e a c h i n l e tl l o w ra t e ( o v e r f l o w / u n d e r f l o w r a ti o s , / ) / W ) , a s se e n i nTab le 1 .

T h e v o l u m e s f o r l h e t w o s e l t l e r z o n e s w e r e i n f e r r e d .a c c o r d i n g t o t h e d i s p e r s i o n m o d e l , c o n s i d e r i n g t h e e x i s t e n c eo f t w o p l u g f l o w s { a t t h e t o p a n d a t t h e b o t t o m o f t h e l a n k ) .T h u s . t h e v o l u m e o f t h e t w o r e g i o n s s h o u l d b e t h e to t a l v o l -u m e o f t tl e s e tt l i n g t a nk . T h e d i f f e r e n c e w a s c a l c u l a l e d andl able IInlet and oulll ,,ohlmc low rates usedduDin~ he sludyI : c c d fl o : ~ . I m ~ h J I ; W

0 . 1 0 0 1 , 2 . 4 , I 0( I , 2 0 0 I . 2 . 4 , I O0 . ~0 0 I. 2 4 . I 0


4/8

27OTable 2Paramclcrs calculated using the dispersion model

M. M uf i r e l o f . /P ow de r Tcc lmolo . ,, ,~ 96 t lgg f i ) 6 7 2 7 4

I /W V , ( | l l ; ) V , ( I T I ~ ) V t , I ( I l l ; ] ~ i , , [ ( ] n ; ) ( 1 ) / u l . L , ~ h ( 1 ) / u l . ) N,0 .300 m h

I24

100 .20(} n hl

24

100.100 m ~h

I24

10

(I.097 0.071 0.168 0.004 0.060 6.68 0. I 18 2.880.071 0.09(I O. 161 0.011 0.050 8.35 O. l I I 3.100.068 O. I0 ~, 0 171 0.001 0.05 8 7.01 O. 120 2.800.036 O. 104 O. 14n 0.032 0.052 8.(12 0. I 16 2.95

0.096 0.066 (1 162 0.010 0.050 8.28 0. I 17 2.900.079 1}.085 11 164 0.008 0.060 6.72 0. 135 2.4 I0.074 0.10() 0 1 7 4 0.002 0.056 7.62 0.139 2.300.059 1}.()09 0.158 0.014 0.063 6.29 0.125 2.66

O. 106 O.04fl O. 152 0.020 0.056 7.26 0.111 3.09O. 100 (1.06(, O. 16 ~ 0.006 0.057 7.19 0. I l 7 2.880.084 0.08(.~ O. 173 0.001 (1.069 5.69 O. 7 6 1.670.086 O.Ot)6 O. 182 - 0.01 0 0.06 9 5.65 O. 125 2.66

i s s u m m a r i z e d i n T a b l e 2 a s V .,,~ , t o g e t h e r w i t h s o m e o t h e rp a r a m e t e r s . I n m o s t o f t h e e x p e r i m e n t s , t h e d i s c r e p a n c y d o e sn o t g o b e y o n d 5 ~ , i n c r e a s i n g w h e n t h e D / W r a t i o i s e q u a lt o 1 0 . P o s i t i v e d i s c r e p a n c i e s a r e i n t e r p r e t e d a s t h e e x i s t e n c eo f a d i s t r i b u t i o n z o n e , w h e r e a s t h e i n f r e q u e n t n e g a t i v e d i s -c r e p a n c i e s a p p e a r t o b e v e r y l o w v a l u e s .

F :i g. 4 i l l u s t r a t e s t h e e v o l u t i o n o f t h e v o l u m e o f t h e t w or e g i o n s c a l c u l a t e d l o r t h e d i f f e r e n t i n l e t a n d o u t l e t f l o w s , a sa f u n c t i o n o f t h e o v e r f l o w / u n d e r f l o w f l ux r a t io .

W h e n t h e s e d i m e n t a t i o n t a n k i s w o r k i n g w i t h s o li d s i n s id e .t h e t w o r e g i o n s s h o u l d b e c o n s i d e r e d a s t h e c l a r i I i c a t i o n z o n ei n t h e t o p a n d t h e d i u t e a n d c o n c e n t r a t e d z o n e s i n t h e b o t t o mp a r t o f t h e u n i t. T h e r e f o r e , t h e c a l c u l a t e d v o l u m e s a r e u s e f u lt o g i v e a n i d e a o f t h e b e h a v i o u r o f t h e s e t tl e r , a c c o r d i n g t ot h e d e s i g n u n d e r a r a n g e o f c o n d i t i o n s .

F o r t h e s a m e i n l e t fl o w , t h e h i g h e r t h e D / W ( o v e r f l o wi n c r e a s e ) , t h e h i g h e r t h e t o p z o n e v o h u n e ( V , ) . u n t il it

r e a c h e s a c o n s t a n t v a l u e , w h i l e th e b o t t o m z o n e V b ) d i m i n -i s h e s , b e c o m i n g s t a b l e a t a f e e d f l o w r a t e o f 0 . 1 0 0 m ~ hH o w e v e r , w h e n t h e f ee d f l ow i n c r e a s e s , t h e v o l u m e o f t h eb o t t o m r e g i o n d e c r e a s e s c o n s i d e r a b l y f o r a D ~ W r a t i o o f 1 0 .T h i s c o u l d b e e x p l a i n e d b y t h e i n c r e a s i n g f e e d f l o w r a tep r e f e r e n t i a l l y i n c r e a s i n g t h e u n d e r f l o w r a t e , d u e t o t h e h i g hr a t i o b e t w e e n f e e d d i s t r i b u t o r a n d s e t t l i n g a r e a s i n t h e c o l u m n .T h u s . t h e r e w a s a s i g n i f i c a n t d e p a r t u r e f r o m p l u g f l ow .

T h e t o p z o n e v o l u r n e i n c r e a s e s w i t h t h e f e e d f l o w , w h i l et h e b o t t o m z o n e v o l u m e d e c r e a s e s . T h e v o l u m e o c c u p i e d b yt h e f e e d . w h e n i t is i n t r o d u c e d i n t h e s e t t l e r , b e f l ) r e i t s e p a r a t e si n t o t h e t w o z o n e s , i s g r e a t e r a s t h e i n l e t f l o w r a t e i n c r e a s e s .A d e g r e e o f m i x i n g w a s e x p e c t e d i n t h e fe e d i n l e t z o n e .T h e v e s s e l d i s p e r s i o n n u r n b e r D / u L ) w a s c a l c u l a t e d f o rt h e t w o r e g i o n s , b e i n g a p p r o x i m a t e l y 0 . 0 6 f o r t h e b o t t o mz o n e a n d 0 .1 1 l o t t h e t o p z o n e . t h e n u m b e r o f m i x e d t a n k sb e i n g s e v e n a n d t h r e e , r e s p e c t i v e l y . B e c a u s e o f t h e d e s i g n o f

0 .12

O . l

0 .08

0 . 0 6

0.04

0 02 + V b ( 0 . 3 0 0 m V h ) ~ V t ( 0 _ 30 0 m V h ) - - 4 - V b ( 0 . 2 0 0 m 3 f h )~ - - V t ( 0 . 2 0 0 m ~ / h ) - - a - - V b ( 0 . t O O _ m ,~ l) - - ~- - V L ( 0 . ]_ 0 0 r ( l ' / h )

i I2 4D / W r a t io 10

F i G 4 . V o l u m e s c a l c u l a t e d f o r t h e t w o / o n e ~ , o f t h e s l l] e r a c c o r d i n g t o th e d b , p c r s i o n m o d e l f o r d i f f e r e n t i n l e t l l o w s .


5/8

M . M u ft i_ -. l a l . / P o w d e r T e c h m d o g ) 96 ( 1 9 9 8 ) 2 6 7 - 2 7 4 2711.2

1

0.8

~ 0.6r,40.4

02

Experimcn al da% ~pd ~ ~ ~$ ~ ~ ~ ~ l ~

~ _ I I I I I1 2 3 4 5

DimensionlessTimeFil,. 5. RTD and/ curves o r t h e lop seltlme zone l'~r6

a f e ed l ], .) > , r a l e o f O . 3 0 0 i n h i a n d / J / W - 4 .

t h e f e e d d i s t r i b u t o r a n d l :h e c r o w n s h a p e o f t h e c l a r i f i c a t i o nz o n e , i t h a s a h i g h d i s p e r s i o n n u m b e r , w i t h g r e a t e r d e g r e e o fi n t e r m i x i n g .

S e t t l e r s a r e s u p p o s e d t o b e e x t e r n a l l y o p e n o r c l o s e d v e s -s e l s , d e p e n d i n g o n t h e b o u n d a r y c o n d i t i o n s , a n d i n t e r n a l l yo p e n v e s s e l s , w i t h v a r i a b l e r e g i o n s d u e t o t h e i n l e t a n d o u t l e tf l o w s a n d d e p e n d i n g o n t h e d e s i g n o f th e s y s t e m .

T o a n a l y s e t h e h y d r o d y n a m i c b e h a v i o u r o f t h e p i l o t p l a n t.t h e d i s p e r s i o n m o d e l f o r o p e n v e s s e l s w a s c o n s i d e r e d . T h e Fc u r v e ( c / C , ) w a s c a l c u l a te d , i m p o s i n g a t r a c e r s t e p i n p u t o fc o n c e n t r a t i o n C ,, o n t h e f l u i d s t r e a m e n t e r i n g t h e v e s s e l , a n da l s o t h e th e o r e t i c a l R T D ( r e s i d e n c e t i m e d i s t r i b u t i o n ) f o re a c h h y d r o d y n a m i c r e g i o n :

1 exp r[ ( [ 0)-E ~ - 2 7r 0 1 D ~ u L o 7 i 7

F r o m E , , t h e F c u r v e w a s e s t i m a t e d , b e i n g c o m p a r e d t ot h e e x p e r i m e n t a l d a l a . F i g . 5 s h o w s a s a n e x a m p l e t h e c u r v e sf l ) r a f e e d f lo w r a t e o f 0 . 3 0 0 m ' h ~ a n d D ~ W r a t i o o f 4 .

4 S o l i d s c o n c e n t r a t i o n d is t r i b u ti o n

4 . I . C a l i b r a t i o nI n t h e s e t t l i n g o p e r a t i o n s t u d y , i t is n e c e s s a r y t o e s t a b l i s h

a t e c h n i q u e f o r t h e t w o - s t e p c a l i b r a t i o n o f t h e e l e c t r i c a l c o n -d u c t i v i t y a s a f u n c t i o n o f p a r t i c l e c o n c e n t r a t i o n : c a l i b r a t i o ni n a c o n t i n u o u s p h a s e a n d w i t h t h e p r e s e n c e o f d i s c o n t i n u i t i e s( m a c r o f l u i d s ) .

T h i s t e c h n i q u e i s a p p l i c a b l e t o s u s p e n s i o n s w i t h a c o n d u c -t i v e c o n t i n u o u s p h a s e , o t h e r w i s e , s o m e s a l t m u s t b e a d d e d t ot h e s u s p e n s i o n s . T h e r e a r e s o m e e q u a t i o n s t h a t d e s c r i b e ar e l a t i o n b e t w e e n t h e c o n d u c t i v i t i e s a n d th e c o n c e n t r a t i o n o fs o l i d s [ 4 1 : a l i n e a r r e la t i o n i s a ls o p o s s i b l e .

F i r s t o f al l . th e r e a d i n ~ g i v e n b y t h e 3 2 e l e c t r o d e p a i r s i nv o l t a g e s h a s t o b e c a l i b r a t e d i n t o c o n d u c t i v i t i e s . F o r I hi s

p u r p o s e , t h r e e m e d i a a r e u s e d a s s t a n d a r d s t o c o m p a r e t h ev o l t a g c s to t h e c o n d u c t i v i t y m e a s u r e m e n t , b e i n g g i v e n b y ac o m m e r c i a l c o n d u c t i m e t e r ( C r i s o n 2 2 0 2 ) : a i r, in o r d e r t og i v e a c o n d u c t i v i t y c l o s e t o z e r o : t a p w a t e r , w h i c h i s t h ec o n t i n u o u s p h a s e u s e d w h e n t h e s y s t e m i s w o r k i n g w i t h s o l -i d s ; a n d a s a l i n e s o l u t i o n , b e i n g t h e c o n c e n t r a t i o n v a r i a b l eu s e d , d e p e n d i n g o n t h e r e q u i r e m e n t s . W i t h t h i s p r o c e d u r e .a l l l h e 3 2 e l e c t r o d e s h a v e s h o w n v e r y g o o d l i n e a r r e g r e s s i o n sa p p r o x i m a t e l y in t h e r a n g e 0 3 0 0 i t s c m ~. t h e c o r r e s p o n d -i n g p o t e n ti a l v a r y i n g a r o u n d 0 - 5 V .

T h e s e c o n d s t e p o f t h e c a l i b r a t i o n a l l o w s t h e t r a n s f l ) r m a -l i o n o f t he c o n d u c t i v i t y w l l u e s i n t o s o l id s c o n c e n t r a t i o n ,w h i c h m u s t b e c a r r i e d o u t s p e c i f i c a l l y fo r e a c h m a t e r i a l . D i f -f e r e n t c o n c e n t r a t i o n s o f t h e s o l i d w e r e s u s p e n d e d ( a n d s t a -b i l i z e d b y s t i r r i n g ) i n t h e c o n t i n u o u s p h a s e ( t a p w a t e r , a s h a~ ,b e e n m e n t i o n e d ) , b e f o r e t h e c o n d u c t i v i t y w a s m e a s u r e d .

T h e c o n d u c t i v i t y r e a d i n g s w e r e c o n v e r t e d to c o n c e n t r a t i o nv a l u e s f o r s o m e i n o r g a n i c s o l i d s { c a l c i t e , f l u o ri t e a n d q u a r t z -i t e ) u se d i n th i s p a r t o f o u r w o r k . T h e s u s p e n s i o n / c o n t i n u o u sp h a s e c o n d u c t i v i t y r a t io ( K ) a g a i n s l t h e s o l i d s c o n c e n t r a t i o ni s i l l u s t r a t e d i n F i g . 6 .

T h e e l e c t r o d e c a l i b r a t i o n i n t o c o n d u c t i v i t i e s m u s t b e d o n eb e f o r e s t a r t i n g t h e o p e r a t i o n o r e l s e th e p r e v i o u s c a l i b r a t i o nc a n b e u s e d . A l s o . t h e c o n d u c l i v f l y o f a k n o w n s o l u t i o n c anb e c h e c k e d b e f o r e d e c i d i n g w h e t h e r t o m a k e a n e w c a l i b r a -l i o n , a s s h o w n i n F i g . 2 .4 . 2 . E . v l ~ e ri m e n t s w i t h s o l i d s

D u r i n g t h e c o n t i n u o u s o p e r a t i o n , b o t h t h e u n d e r f l o ws l u d g e a n d t h e c l a r i f i e d li q u i d a r e r e c y c l e d t o t h e t e e d t a n k ,b e i n g s t i r r e d c o n t i n u o u s l y . T h e f e e d f l o w a n d t h e o u t l e t f l o w sa r e f i x e d . T h e p i l o t p l a n t i s l e f t r u n n i n g u n t i l t h e s t a t i o n a r ys t a t e i s r e a c h e d . T h e t i m e t a k e n u n t i l t h e s t a t i o n a r y s t a t e i sr e a c h e d d e p e n d s o n t h e c o n d i t i o n s a n d t h e c h a r a c t e r i s t i c s o ft h e s o l i d s s u s p e n s i o n . T h e n , s o m e c o n d i t i o n c a n b e c h a n g e d ,s u c h a s f e e d l l o w r a t e , o v e r f l o w a n d u n d e r f l o w v a l e s , d i f f e r e n t


6/8

2 7 2 M . ,W m~ i: ~ t a L / Po w d er l e~ h m, l

S o l i d s c ~ m c e n t r a t i o n ( x o l u m c p e r c e n t )F i g . (+ . l _ i n c a r r e l a t i o n b e t~ ,t , g t ) l] c o l n d t n c t i , ~ i / \ a n d c o n c e n t r a t i o n f o r s o m e m i n e r a l ~ , o t i d s .

5u

o p e r a t i o n p a r a m e t e r s s u c h a s d e p t h o | f e e d i n t r o d u c t h m , u s eo f c o n t i n u o u s o r d i sc o n t i n u o u s f e e d i n g a n d / o r o u t le t I l o w s ,u s e o f f o c c u l a n t s , e f f e c t o f p H a n d t e m p e r a t u r e , a c t i o n o fr a k e s , e t c . T h e c o n c e n t r a t i o n p r o f i l e s , t o g e t h e r w i t h o t h e rp a r a m e t e r s , s u c h a , ,; o p e r a t i o n t i m e , p H , l e m p e r a t u r e , i n l e ta n d o u t l e t f o w s , e t c . a r e i ll u s t r a t e d o n th e c o m p u t e r s c r e e na n d s a v e d f o r p r o c e s s i n g . F i g . 7 s h o w s b y w a y o l e x a m p l et h e s o l i d s c o n c e n t r a t i o n p r o l i l e s o b t a i n e d l:ronl l l e t~ l thec o m p t t t e r s c r e e n s , t a k e n f r o l ll o n e o f t h e e x p e r i m e n t s w i t hf l u o r i t e a t s o m e d i f f e r e n t D ~ W r a t i o s .

A s s h o w n , t h e c u r x e d i s t r ib u t i o n s h a p e a g r e e s q u a n t i t a -t i v e l y a n d q u a l i t a t i v e l y w i t h th e e x p e c t e d \ a l u e s . T h e a b r u p tc h a n g e s i n c o n c e n t r a t i o n a r e c h a r a c t e r i s t i c f o r a a t i s f a c t o r ys t a b i l i z a t i o n o f t h e ~ ;e t tl cr r e g i o n s i n a w i d e r a n g e o f e x p e r t -

m e n t a l c o n d i t i o n s ( c l a r i f y i n g z o n e , d i s t r i b u t i o n z t m e , s e t t li n gZ O l l e a n d c o m p r e s s i o n z t ) n c ) .

h i s p i te o f th e s p e c i l i c , : r o d t h u s l i m i t e d , s i g n i f i c a n c e o ft h e se e x p e r i m e n t a l c u r v e s , s o m e c o n s i d e r a t i o n s m a y b ep o i n t e d o u t . T h e h i g h e r i n l e t t h e f l o w r a t e ( D ~ W i n c r e a s e ) ,t h e h i g h e r t h e s l u r r y c o n c e n t r a t i o n , u n t i l th e m a x i m u m c a p a c -i t y o f t h e s e t t l e r i s r e a c h e d , u n d t h e r e i s n o t a s i g n i l i c a n tv a r i a t i o n i n t h e d i l u t e z o n e c o n c e n t r a t i o n . I f t h e i n f u e n t f l o wr a te i s s t il l i n c r e a s e d , a c l a r i l i c a t i o n a n d / o r t h i c k e n i n g f a i l u r em a y o c c u r , a n d t h e d i lu t e a n d th e t h i c k e n i n g b l a n k e t s w i l lp r o p a g a t e u p w a r d t o t h e w a t e r s u r f a c e . T h u s , t h e h e ig h t o ft h e s e d i m e n t a t i o n t a n k . w h i c h t a k e s l h e r o l e o f a b u f f e r ,b e c o m e s a d e s i e n v a r i a b l e w h e n t h e o p e r a t i o n i s c a r r i e d o u ti n t i l e non s ta tionary r e g i l n e .

3 [ . . . . F /W = I t. . . . ~ . . . . F / W = t 2L ~ . . . . . .

~ Feed introductionI ~ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .~ - - . - .~ : = ~_ - . ~ ~ .= ~ i , \E = 1 , 5

'-6 ~ - ~ ' ~1 \ . \

, \{1.5 Fee d -, '\ I: o n c e n t r a t i o n \ . t .

0 .. . . , , , , , . . . . ~ , , , ~ , 7 , 7 ( , - : , - : - 7 _ , ' : _ ' q _ - 7 - ,I) 0.05 O. 1 O. t 5 1).2 0.25 11.3 0.35 0.4

S o l i d s c o n c e n t r a t i o n v o l u m e f r a c t i o n )Fig. 7, Concentration preliles lrom the computer screen. Tinle, 2:45:15 : pit. 7 .2: opcram m lilne I h ). 12: / ( C I. 25: output data ( s ), 60: tmderflow rate ( mh II. 0.01)5,


7/8

M . M u f t i : e a l . / P o n ' d c r " l ) , c hn o h ) g y 96 ( 1 9 9 8 ) 2 6 7 2 7 4 2 7 3

T h e h y d r o d y n a m i c s a n d th e s t u d y o f s o l i d s d i s t r ib u t i o n mt h e s e d i m e n t a t i o n t a n k a r e n e e d e d t o d e v e l o p a n a d e q u a t eo p e r a t i o n c o n t r o l s t r a t e g y .

5 C o n c l u s i o n sT h e d e s i g n a n d c o n t r o l o f s e t t li n g a n d t h i c k e n i n g u n i t s

s u f f e r fr o m t h e l a c k o f an o v e r a l l p h e n o m e n o l o g i c a l m o d e l .i n c l u d i n g p a r t i c le m o r p h o l o g y a n d in t e r p a r t ic u l a t e m t e r a c -l i o n s, i n t h e c o r r e l a ti o n o f d e p a r t u r e s f r o m i d e al s e t t l e r b e h a v -i o u r a n d i n t h e e l u c i d a t t o n i n r e a l t i m e o f h y d r o d y n a m i cp a t t e r n s t h r o u g h o u t t h e v e s s e l .

In mos t p rac t i ca l cases , , sed imenta t ion t anks l ake the ro leo f r e a c t o r s, i n c l u d i n g c r y s t a l l i z a t i o n a n d p r e c i p i t a ti o n , a n dbuf fe r t anks in add i t ion to the i r ma in separa t ive func t ion .T h u s , t h e s y n c h r o n i z e d c o n t r o l o f se t t le r s i n s t a t i o n a r y a n d ,m a i n l y , i n n o n - s t a t i o n a r y r e g i m e s r e q u i r e s a n a c c u r a t cm e t h o d o f t e s ti n g t h e f l o w d i s t r i b u ti o n a n d t h e s t a t e o f t hes e d i m e n t l a y e r s , q u i c k l ~ b u i l d i n g u p t h e r e a l R T D f r o me x p e r i m e n t a l d a t a a n d c o n s e q u e n t l y b e i n g a b l e t o v a r y t h eo p e r a t i n g c o n d i t i o n s , e . g . , b y - p a s s i n g t h e i n f l o w , r e c y c l i n gthe under f lo ,a , o r chang ing the feed in t roduc t ion pos i t ion , ino r d e r t o m i n i m i z e u n d e s i r a b l e v a r i a t i o n s o r i n c re a s e t h e c f li -c iency o f the se t t l e r un i t .

E x p e r i m e n t a l e f f o r t s m a y b e d i r e c t e d t o w a r d s d e v e l o p i n gp r o c e d u r e s f o r m e a s u r i n g a n d i n t e r p r e t in g t h e s ta t e o f t h es l u r U [ 1 0 - 1 4 ] , a n a l y s i n g t h e e w ) l u t i o n a n d R T D o f so l i d s[ 1 5 ,1 6 ] , a n d c o n t r o l l i n g t h e h y d r o d y n a m i c s i n s t a t i o n a r y a n dt rans i to ry reg im es [ [7 ] : lh i s work i s r e levan t to Ihe l a s t f i e ldo f r e s e a r c h .

D ~ W( D / u LI )EFK

NItVWSubs~'riprsb0

0

o v e r f l o w / u n d e r f l o w r a t i o ( - )v e s s e l d i s p e r s i o n n u m b e r ( - )a x i a l d i s p e r s io n c o e f f i c i e n t ( c m 2 s J )r e s i d e n c e t im e d i s tr i b u t i o n , R T D ( h ] )c u r v e C / C o v s . t i m e ( - )c o n d u c t i v i t y s u s p e n s i o n / c o n t i n u o u s p h a s er a t i o ( - )r e a c t o r l e n g t h ( c m )n u m b e r o f t a n k s i n s e r i es ( - )d i s p e r s i o n r a t e ( c m s )v o l u m e ( m s /u n d e r f l o w w ) l u m c ra t e ( m s h ~ )

r e l a t iv e t o t h e b o t t o m r e g i o n o f t h e s e t t le rre la t ive to the s tep inpu t t r ace rre la t ive to the top reg ion o f the se t t l e rd i m e n s i o n l e s s t i m e

A c k n o w l e d g e m e n t s

W e a r e g r a t e f u l t o C I C Y T f o r th e f i n a n ci a l s u p p o r t o f t h isp r o j ec t ( A m b 9 2 - 0 7 5 4 ) a n d t o D r R . H o l d ic h , G . B u t t a n dc o l l ea g u e s , f r o m L o u g h b o r o u g h U n i v e r si t y , U K , w h o s e h e l p -f u l g u i d a n c e a n d e x p e r i e n c e w a s e s s e n t i a l i n t h e a d a p t a t i o no f t h e m e a s u r e m e n t t e c h n i q u e .

R e f e r e n c e s5.1. e c h n i c a l con lr ibu t i rm .v

A s e d i m e n t a t i o n - f l o c c u l a t i o n p i l o t p l a n t h a s b e e n p u ti n t o o p e r a t i o n a n d u s e d t o u n d e r t a k e t h e s t u d y o f c o n t i n u o u st h i c k e n e r s i n a n o n - s t a t i o n a r y r e g i m e ; a n a u t o m a t i c c o n t r o ls y s t e m a n d t h e s o f t w a r e h a v e b e e n d e v e l o p e d .

A c o n d u c l i m e t r i c m e t h o d , w h i c h c a n b e a p p li e d t o o t h e rs y s t e m s a p a r t f r o m s e d i m e n t a t i o n , h a s b e e n u s e d to c o m p l em e n t s o m e p r e c e d i n g t e c h n i q u e s f o r m e a s u r i n g s o l i dc o n c e n t r a t i o n s .

T h e h y d r o d y n a m i c b e h a v i o u r o f t h e c o n t i n u o u s t h ic k -e n e r h a s b e e n s t u d i e d b y m e a n s o f tr a n s i e n t - r e s p o n s e t e c h -n i q u e s , u s i n g t h e d is p e r s i o n m o d e l f o r th e c a l c u l a t i o n o f t h eh y d r o d y n a m i c s e t tl in g z o n e s . T h e o p e r a t i v e e l e c t r o d e s y s t e m r e q u i r e s a c a l i b r a t io np r o c e d u r e b e f o r e t h e e x p e r i m e n t s , b u t g i v e s a h ig h s e n s i t i v it y .T h e e l e c t r ic a l m e t h o d a l l o w s t h e c o n t i n u o u s d e t e c t i o n o f (h ec o n c e n t r a t i o n p r o f i le s i n t h e s et t le r , l e a d i n g t o o p t i m u m c o n -t ro l in the requ i red opera t ion .

6 L i s t o f s y m b o l sC t r a c e r o u t p u t c o n c e n t r a t i o n ( k g mD ove r f low vo l um e ra te (m :~ h i )

)

I I I T . M . K e i n a l h , O p e r a t i o n a l d y n a n l i c s a n d c o n l r o l o i s e c o n d a r yd a r i t i c r s . J . W a l e r P o l l u t io n C o n t r o l F e d e r a t i o n , 5 7 ( 1 9 8 2 ) 7 .121 R . A . W i l l i a m s , C . G . X i e , R , B r a g g a n d W . P . K . A m u r a s i n g h e ,F,x p el -i ln e nt al t c h m q u e s f o r m o n i l o r i n g s e d i m e n t a t i o n i n o p t ic a l l yo p a q u e s u s p e n s i o n s , M e a s . S c i . T e c h n o l . . I ( 1 99 0 t 1 2 1 6 .

1 31 R . ( ; . H o l d i c h a n d 1 . S i n c l a i r, M e a s u r e m e n t o f s l u n ' y c o n t e n t b yc l e c lr i c a l c o n d u c t i v i l y , P o w d e r T e c h n o l . . 7 2 ( 1 9 9 2 ) 7 7 8 7 .141 R . t ; . H o M i c h , S o l i d c o n c e m r a t i o n a n d p r e s s u r e p r o l i l e s d u r i n gc~mtprc s s ib l e cake I i l l r a l i on . Che m. E ng . Colnn lun . , 91 { 1990) 255- -2 6 8 .

[ 5 I M . M u n i z , R . G a r c f a . A . G . L a v h l a n d J . L . g u e n o , P l a n l a p i M t o d cf l o c u l a c i d n - s e d m l e n t a c i d n ( I I ) . I n g . Q u h n . , ( S e p l . ) ( 1 99 5 ) 1 6 3 - 1 6 7 .

[ 6 ] O . l _ e v c n s p i e l . E l O m n i l i b r o d e los R e a c l o l - e s Q u f m i c o s . R c v e r l d ,ga l ' c e lona . 1986 .17) M . M u f l i z . H . B e r t h i a u x , J . L B u e n o a n d A . G . l , a v f n , M o d e M s h i d r od i n f i ln i c o s e n s e d i l n e n t a c i d n - e s p e s a m i e n l o , l n g . Q u f n , . , ( J u l y A u g . )( 1997} 1 77-18 2 .

I 8 ] P H . F r e y , J. Y . C h a m p a g n e . R . M o r e l a n d B . G a y , H y d r o d y n a m i c sl i c lds and s o l i d pa r t i c l e s t r ans por t m a s e t t l i ng l ank , J . H ydrau l , Res . .31 (1 t )93) 6 .

1 9 1 J . P . S . T u r n e r a n d D . G l a s s e r . C o n t i n u o u s t h i c k e n i n g m a p i l o t p l a n t .Ind . Eng . , F un dam . , 15 ( 19761 I .

I f 0 1 J k B u c n o a n d M . C . G u t i @ r e z . D e s i g n o f at p r o t o t y p e o n a n A / Dp h o t o s e n s i b l e se d i m e n t o g r a p h , 4 th M e d i t e m m e a n C o n g r e s s C h e m .E n g . . B a r c e l o n a , 1 9 8 7, S p a i n . V o l . 1 1, 2 . C o m p u t i n g T e c h n i q u e s a n ds y n t h e s i s o f C h e m i c a l P r o c e s s e s . 1 .3 ,4 4 . p p , 3 6 6 - 3 6 7 .

[ 111 R. G a rc fa , J . L . Bu eno an d A . ( i u tiL , r r ez , Ca l cu l a t i on pr og ram me fo rI t le de s ign of s e t t l e r s , CA TS 90 In t. Con f . . Ba rce lona . S pa in , 199 l ),pp 293 295 .


8/8

2 7 4 M . M m ~ ic e l a /, / P o w d e r Te c hm ~ lo ,~ v 9 6 1 9 9 8 ) 2 6 ~ 2 7 4

[ 1 2 I J . L . B u e n o . J. C o c a , E . C u e s t a , A . G . l, a , . m a n d G V e l a s c o .S e d i m e n t a t i o n o f c o a l s l u r r ie s . A p r o c e d u r e f o r t h e d e t e r m i n a t i o n o ft h e s o l i d f l u x c u r v e u s e f u l f o r t h e d e s i g n o J c o l l l i n u o u s s e t t l i n g la [ l k s .P o w d e r T e c h n o l . , 6 3 ( 1 9 90 ) 1 3 3 - 1 4 ( 1 .

[ 1 3J J . l_ . B u e n o , J . J . L o r e n z a n a a n d R . G a r c f a , A n e m p i r i c a l m o d c t o n t h ee f l i c i e n c y o f c o m m , , ' r c i a l p o l y e l e c t r o l i t e s o n s e c m d a r y s e l l l c r s d e s i g n ,J . P o w d c r T e c h n o I . E n g . , 7 5 ( 1 9 9 3 ) 1 19 1 2 5.

[ 1 4 1 R . G a r c i a . R . R o y a l , A . G . L a v f n a n d J . L . B u e n o . S i n l u l a l i o n o fd i s c o n t i n u i t i e s i n b a t c h s e t t l i n g t e s ts , I n t . C h e m . L :n g . C o n f . ( ' h e m l ~ o r9 3 . P o r t o , P o r t u g a l , 3 - .6 A p r i l , 1 9 9 3 , p p . 3 4 3 3 4 8 .

[ 1 5 [ R . G a r c f a , G . V e l a s c o a n d J . L . B u e n o , M o n t e C a r l o s i m u l a t i o n o fd i s c o n t i n u i t i e s s e t t li n g , X X I V B i e n a l d e l a R . S . E . d e Q u / m i c a , M , : i la g a ,S p a i n , 2 1 - 2 4 S e p t . , 1 9 9 2 , 3 0 - C - 4 , p . 9 2 2 .

[ 1 6 [ R . G a r c f a R . R o s a l M . M u f i i z A . G . L a v i n a n d J .L . B u e n o O n t h em o d e l l i n g o f d i s c o n t i n u i ti e s i n h i n d e r e d s e t t l in g , V I C o n g r e s o d e lMed i t e r r : _ in eo , B ar ce l o n a . Sp a i n , 1 8 -2 0 Oct . , 1 9 9 3 , P. 1 .3 .3 6 .

[ 1 7 [ M . M u f i i z , A . G . L a \ , fn a n d J . L . F l u e n o , T h e e l e c t r i c a l m e a s u r e m e n t o fs o l i d c o n c e n t r a t i o n a s a m e t h o d I o c o n t r o l n o n - s t e a d y s t a l e c o n t i n u o u ss e d i m e n t a t i o n , 1 2 t h I n t. C o n g r e s s C h e m i c a l P r o c e s s E n g . , C h i s a 9 6 .P r a g u e . C z e c h R e p u b l i c , 2 5 - 3 0 A u g . , 1 9 9 6 , p p. 7 .7 3 - 1 2 { ) .

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