| JP2006281031A | 2006-10-19 | |||
| US4859332A | 1989-08-22 | |||
| JPH08243362A | 1996-09-24 | |||
| JP2002331230A | 2002-11-19 | |||
| JPH0994445A | 1997-04-08 |
| REIVINDICACIONES 1. Una máquina diseñada para ser aplicada preferentemente en faenas mineras para deshidratar lodos o pastas aguadas con el propósito de aumentar la recuperación del mineral o metal de valor y minimizar el uso de agua por medio del reciclaje y en otros casos, para clarificar aguas turbias separando el sólido del agua para disposición industrial adecuada de ambos compuestos en procesos de aprovechamiento o descarte. Para realizar estas faenas se diseña dicha máquina acondicionada con componentes y partes necesarias para operar con un sistema de filtro sumergido en la mezcla de lodo aguado para que efectúe la separación sólido liquido requerida, CARACTERIZADO, porque la máquina, materia de la invención, es un deshidratador de lodos (1) compuesto por un estanque rectangular (50) cuya infraestructura y formato permite alojar un filtro sumergido modificado compuesto por una placa de succión (2) para la operación de separación sólido líquido y un carro de limpieza (3) para limpiar el lodo o sedimento adherido en la tela o membrana filtrante (25) manteniendo estable y operativo el proceso de separación sólido líquido. La placa de succión (2) se conecta al sistema de vacío por contacto y apoyo del borde redondeado (41) del conector hembra (37) de la pipa de succión (4) con el sello esponja (43) inserto en el canal de sello (42) de la boquilla de succión (36). Por las escotillas con brida (65) del estanque rectangular (50) las "pipas de succión (4) conectan al exterior por medio de su bandeja de distribución (63) que la encierra por el exterior la tapa colectora (66) que tiene adherida la sección de caño (67) que recibe el agua clarificada por las placas de succión (2) y a través del terminal (68) conecta a la línea de succión (18) que evacúa el agua clarificada succionada por una bomba de vacio, bomba de diafragma u otro sistema de succión conocido en la técnica. El lodo con menos agua, más denso, decanta y se evacúa por la parte inferior del estanque rectangular (50). 2. El sistema para deshidratar lodos o pastas aguadas provenientes, preferentemente, de operaciones mineras de molienda que son enviadas al proceso de flotación, es según la reivindicación 1 , CARACATERIZADO, porque el deshidratador de lodos (1) utiliza para esta faena en su parte inferior o fondo un cono de alimentación y evacuación tubular (5) que va montado y comunicado internamente con una línea definida como cañería de proceso (8) provista de una válvula de control (9) en el lado aguas abajo que tiene la función de ajustar su paso para inundar el estanque rectangular (50) y mantener un nivel de llenado, controlado por un sensor de nivel (11), suficiente para tener siempre sumergida la placa de succión (2) y poder extraer agua al lodo o pasta aguada. 3. El sistema para deshidratar lodos o pastas aguadas preferentemente en operaciones mineras, por ejemplo, en el proceso de flotación existe generalmente una necesidad de eliminar excesos de agua en los concentrados que requieren ser tratados en las diversas etapas de flotación de limpieza, entonces según la reivindicación 1 , CARACATERIZADO, porque el deshidratador de lodos (1) utiliza para esta faena en su parte inferior un cono receptor y evacuador de lodo (6) que recibe el lodo o pasta aguada a través de una caja receptora lateral (78) preferentemente tapada en su parte superior provista de una chimenea (79) para evacuación de gases o aire, así el estanque (50) se carga por la parte inferior y regula el nivel de carga de trabajo con el sensor (11) que entrega la señal al controlador electrónico que ordena abrir o cerrar la válvula de control (9) para mantener la placa de succión (2) sumergida y extraer agua al lodo o pasta aguada. El lodo más denso es evacuado a través del ducto de salida inferior (10) extraído por una bomba conocida en la técnica. 4. El sistema para deshidratar y espesar lodos diluidos o pastas aguadas preferentemente en operaciones mineras, por ejemplo, en el proceso de espesamiento de pastas aguadas para optimizar los procesos de filtración o disposición de lodos o pastas más espesas y en procesos de clarificación de aguas turbias con contenidos de sólidos en suspensión para disponer de esos sólidos y aguas limpias por separado, entonces, según la reivindicación 1 CARACATERIZADO, porque el deshidratador de lodos (1 ) tiene en el centro del estanque rectangular (50) un cajón central (23) preferentemente tapado en su parte superior y provisto de una chimenea (79) para evacuación de gases o aire. Se recibe la alimentación de lodo o pasta aguada a través del tubo de alimentación superior (22), el material sólido decantará al ir bajando por el cajón central (23) hacia el cono de espesamiento (7). La capacidad de succión a través de las placas de succión (2) debe ser volumétricamente superior a al caudal de alimentación de la pasta aguada de tal forma que el nivel interno de lodo irá bajando en la medida que se efectúa la succión, el sensor de nivel (11) detectará el nivel bajo, definido como el nivel de afloramiento de la tela o membrana filtrante (25) de la placa de succión (2) y enviará la señal para que el control electrónico ordene suspender la succión cerrando la válvula de succión (23) y abriendo por un instante en tiempo la válvula de presión atmosférica (17) con el fin de soltar la tela o membrana filtrante (25) y despegarla de la parrilla (26) para romper la adherencia del sólido o lodo y en ese instante se acciona el pistón (21) moviendo el carro de limpieza (3) para desprender con las escobillas o raspadores (60) el lodo que decantará por su peso y aglomeración. El lodo o pasta aguada continuará ingresando al deshidratador de lodo (1), por lo tanto al detectar un nivel alto definido, el sensor de nivel (11) enviará la señal para activar nuevamente la operación de succión de agua clarificada. El lodo o pasta más densa se puede retirar en forma continua a través de la descarga de lodos (20) a un caudal definido para mantener una concentración deseada de sólido en el lodo. Para evitar que se embanque el cono de espesamiento (7) se dispone de una rastra (12) que gira por efecto de un moto reductor (14) a una velocidad suficiente para no levantar sólido ya decantado y mantener una pasta con fluidez suficiente para escurrir al exterior, para mantener centrada la rastra (12), esta va conectada al cono o muñón centrador (13) solidario a la tapa fondo (15). Para trabajar en proceso de clarificación de agua, el equipo deshidratador de lodo (1) puede utilizar el mismo sistema de cono espesamiento pudiendo prescindir de la rastra (12) manteniendo un procedimiento operacional similar al espesamiento de lodo o pasta. 5. El equipo para deshidratar y espesar lodos o pastas aguadas, de aplicación preferente en procesos industriales y mineros, utiliza como componente principal para efectuar la separación sólido líquido un sistema de filtro sumergido, según la reivindicación 1 CARACATERIZADO- porque el deshidratador de lodos (1) utiliza un diseño de filtro sumergido modificado que consiste en una placa de succión (2) para extraer agua desde el lodo y de un carro de limpieza (3) para retirar el lodo o sedimento adherido en la tela o membrana filtrante (25) manteniendo siempre operativo el sistema de filtro sumergido modificado. Al introducirse la placa de succión (2) en el estanque rectangular (50) se apoya en la brida superior (51) con la barra carril (45) y al mismo tiempo une sus boquillas de succión (36) con los conectores hembra (37) de la pipa de succión (4), conectando el interior de la placa de succión (2) al sistema de vacío o succión. El carro de limpieza (3) se monta sobre la barra carril (45) quedando apoyado en esta con el túnel de contacto (53) de las monturas (52). Un pistón (21) por lado o solo en un lado, conectado al gancho de empuje (59) moverá el carro de limpieza (3) con las paletas de limpieza (54) que llevan insertas las escobillas o raspadores (60) las que desprenden el sedimento y lodo adherido a la tela o membrana filtrante (25). 6. El equipo para deshidratar y espesar lodos o pastas aguadas, de aplicación preferente en procesos industriales y mineros, utiliza como componente principal para efectuar la separación sólido líquido un sistema de filtro sumergido modificado, según la reivindicación 5 CARACATERIZADO, porque la placa de succión (2) fabricada preferentemente de■ material polímero como polietileno de alta densidad, polipropileno u otro similar, está compuesta por un marco (24) que es la unidad portadora de la tela o membrana filtrante (25) donde dicho conjunto conforman una especie de caja que debe estar sumergida en los lodos o pastas aguadas a deshidratar y en cuyo interior se produce el vacío por succión por conexión al sistema de pipas de succión (4). La placa de succión (2) lleva en su parte superior la barra carril (45) que permite soportar el sistema de limpieza y a su vez guiar el calce con el sistema de sellado y conexión con el sistema de vacío. 7. El equipo para deshidratar y espesar lodos o pastas aguadas, de aplicación preferente en procesos industriales y mineros, utiliza como componente principal para efectuar la separación sólido líquido un sistema de filtro sumergido modificado, según la reivindicación 6 CARACATERIZADO, porque la placa de succión (2) fabricada preferentemente de material polímero como polietileno de alta densidad, polipropileno u otro similar, está compuesta por un marco (24) el cual tiene en todo su perímetro central y por ambos lados un canal (28) donde se embute la tela o membrana filtrante (25) por medio de la barra de embutido (29) preferentemente del mismo largo o longitud del canal (28), es empujada por una golilla (30) preferentemente con formato de pletina de la misma longitud o de trozos de pletina, provistas aberturas cilindrica (32) por donde se pasa el perno (31) que sale en el lado opuesto del marco (24) amarrando la golilla (30) del otro lado, cazándola con la tuerca (33) que al girarla hará embutir y atrapar la tela o membrana filtrante (25) en el canal (28) de ambos lados. 8. El equipo para deshidratar y espesar lodos o pastas aguadas, de aplicación preferente en procesos industriales y mineros, utiliza como componente principal para efectuar la separación sólido líquido un sistema de filtro sumergido, según la reivindicación 7 CARACATERIZADO, porque para la placa de succión (2) se preferencia el formato de la barra de embutido (29) soldada a la golilla (30) ambas de metal y preferentemente de la misma longitud de cada canal (28) para así también poder dar rigidez y estructurar para evitar deformaciones del marco (24). 9. El equipo para deshidratar y espesar lodos o pastas aguadas, de aplicación preferente en procesos industriales y mineros, utiliza como componente principal para efectuar la separación sólido líquido un sistema de filtro sumergido, según la reivindicación 6 CARACATERIZADO, porque la placa de succión (2) contempla una conexión al sistema de vacío con dos boquillas de succión (36), así cuando contacten el conector hembra (37) de la pipa de succión (4) el contacto y sellado será más equiparado que cuando existen tres o más conexiones. Para evitar pérdidas de carga al paso de agua, en vez de una forma circular, se diseña un formato rectangular con los extremos en semicírculo para la abertura (80) del marco (24) e igual formato para la abertura del conector macho (40). La boquilla de succión (36) contempla un canal de sello (42) de ancho menor al espesor del sello esponja (43) que se embute con una pequeña presión y su altura es mayor a la diferencia de la longitud entre la cota de la brida superior (51) a la cota superior del borde redondeado (41) y la longitud entre la cota del borde inferior de la barra carril (45) con el fondo del canal de sello (42), asi el borde redondeado (41) comprimirá el sello esponja (43) al hacer contacto cuando asienta la placa de succión (2). 10. El equipo para deshidratar y espesar lodos o pastas aguadas, de aplicación preferente en procesos industriales y mineros, utiliza como componente principal para efectuar la separación sólido líquido un sistema de filtro sumergido, según la reivindicación 6 CARACATERIZADO, porque la placa de succión (2) tiene en su parte superior un tubo de aire (38) que permite, al abrirse la válvula de aire (39) evacuar el aire del interior y evitar que flote mientras la placa de succión (2) es introducida y sumergida en el estanque rectangular (50) del deshidratador de lodos (1). Cuando la placa de succión (2) debe ser retirada para mantención, por ejemplo, porque su tela o membrana filtrante (25) está sellada por exceso de uso, la válvula de aire (39) también se abre para evacuar con facilidad el agua de su interior y evitar eventuales daños por exceso de pesó durante la operación de levantar. En operación de succión y separación sólido líquido del deshidratador de lodos (1), la válvula de aire (39) permanecerá cerrada para evitar pérdidas de capacidad de succión. 11. El equipo para deshidratar y espesar lodos o pastas aguadas, de aplicación preferente en procesos industriales y mineros, utiliza como componente principal para efectuar la separación sólido líquido un sistema de filtro sumergido, según la reivindicación 6 CARACATERIZADO; porque la placa de succión (2) tiene en su interior una parrilla (26), rodeada por el marco (24), su objetivo es mantener una cámara de vacío y evitar que la tela o membrana filtrante (25) de cada lado se junten cuando la placa de succión (2) está en operación. La parrilla (26) se une con la de la cara opuesta un número suficiente de pilares de unión (27) para soportar la fuerza de empuje, que es producto de la diferencial de presión generada por el vacío. 12. El equipo para deshidratar y espesar lodos o pastas aguadas, de aplicación preferente en procesos industriales y mineros, utiliza como componente principal para efectuar la separación sólido líquido un sistema de filtro sumergido, según la reivindicación 6 CARACATERIZADO, porque la placa dé succión (2) debe mantener el marco (24) siempre sumergido, por lo tanto el diseño contempla una distancia suficiente con la barra carril (45) que se debe apoyar con sus extremos en la brida superior (51 ) para poder soportar el carro de limpieza. Esta distancia y unión con el marco (24) se realiza con los pilares de soporte (81) y la aleta guía (35) de longitud suficiente para mantener siempre sumergido el marco (24) y a su vez poder regular los diversos niveles de llenado del deshidratador de lodos (1) durante la operación. 13. El equipo para deshidratar y espesar lodos o pastas aguadas, de aplicación preferente en procesos industriales y mineros, utiliza como componente principal para efectuar la separación sólido liquido un sistema de filtro sumergido, según la reivindicación 5 CARACATERIZADO, porque el carro de limpieza (3) consiste en dos o más monturas (52) por cada placa de succión (2) que van apoyadas sobre la barra carril (45) y embutidas con el túnel de contacto (53) donde ambas tienen la misma forma, pero una en negativo y la otra en positivo. Por los costados de las monturas (52) van amarradas las paletas de limpieza (54) que cuelgan una por cada lado de la placa de succión (2) hasta la parte inferior del marco (24) y llevan instaladas preferentemente en columna las placas de soporte (55) en las que se insertan las escobillas o raspadores (60). El carro de limpieza (3) debe considerar un diseño capaz de atender la limpieza de al menos dos placas de succión (2) para permitir un apoyo en al menos dos barra carril (45) para mantener una posición equilibrada y siempre con las paletas de limpieza (54) en plano paralelo a la tela o membrana filtrante (25). 14. El equipo para deshidratar y espesar lodos o pastas aguadas, de aplicación preferente en procesos industriales y mineros, utiliza como componente principal para efectuar la separación sólido líquido un sistema de filtro sumergido, según la reivindicación 13 CARACATERIZADO, porque las paletas de limpieza (54) lleva instaladas en columna una cantidad suficiente de placas de soporte (55) que cubren la longitud vertical de la tela o membrana filtrante (25) y un número de columnas suficientes para cubrir su longitud horizontal que concluirán en el tamaño óptimo del carro de limpieza (3) como del tamaño y carrera del pistón (21) ó su longitud del brazo pistón (72). 15. El equipo para deshidratar y espesar lodos o pastas aguadas, de aplicación preferente en procesos industriales y mineros, utiliza como componente principal para efectuar la separación sólido liquido un sistema de filtro sumergido, según la reivindicación 13 CARACATERIZADO, porque las paletas de limpieza (54) llevan insertas las placas de soporte (55) mediante un pasador eje (82) ubicado en la parte superior que deja también tomada la placa de soporte (55) del lado inverso de la paleta de limpieza (54), de este modo al accionar el pistón (21) las placas de soporte se inclinarán haciendo que las escobillas o raspadores (60) empujen el lodo adherido a la tela o membrana filtrante (25) hacia abajo, esta inclinación se producirá en los dos sentidos de movimiento del carro de limpieza (3), el ángulo óptimo de inclinación estará definido por la ubicación de los topes (83) instalados a cada lado de la parte inferior de la placa de soporte (55). ' 16. El equipo para deshidratar y espesar lodos o pastas aguadas, de aplicación preferente en procesos industriales y mineros, utiliza como componente principal para efectuar la separación sólido líquido un sistema de filtro sumergido, según la reivindicación 13 CARACATERIZADO, porque para estructurar y dar firmeza al carro de limpieza (3) durante las operaciones de limpieza y las faenas de mantención con movimientos de desínstalación e instalación desde el deshidratador de lodos (1), se diseña una estructura de arrastre (56) compuesta por vigas transversales (58), posicionando al menos una en cada extremo uniéndolas con las vigas longitudinales de empuje (57), toda esta estructura se inserta sobre las monturas (52) y las paletas de limpieza (54). Contempla al centro de las vigas transversales (58) ubicadas en los extremos, unos ganchos de empuje (59) por el lado exterior a los que se acopla un pistón (21) que genera el movimiento del carro de limpieza (3) de acuerdo a un programa de limpieza pre establecido en el sistema de control del deshidratador de lodos (1). 17. El equipo para deshidratar y espesar lodos o pastas aguadas, de aplicación preferente en procesos industriales y mineros, utiliza como componente principal para efectuar la separación sólido líquido un sistema de filtro sumergido, según la reivindicación 1 CARACATERIZADO, porque el deshidratador de lodos (1) contempla en el exterior superior del estanque rectángula! (50) el sistema motriz para el accionamiento del carro de limpieza (3), consiste en un pistón (21) de accionamiento preferente neumático, pudiendo considerarse una unidad por lado, está sujeto a la brida superior (51) por medio de dos aletas de fijación mayor (49) a las que se acoplan un brazo móvil (74) por lado con un pasador que hace el papel de un eje y en el otro extremo se acopla en el conector de cola (73) la cola del pistón (21), el extremo del brazo pistón (72) se conecta al gancho de empuje (59) del carro de limpieza (3). Un anillo (75) solidario a los dos brazo móvil (74) ubicados a cada lado del pistón (21) tiene una pletina de soporte (76) que se engancha a la aleta del estanque (77) mediante un pasador. Para operaciones de mantención el pistón se desconecta del gancho de empuje (59) y se suelta la pletina de soporte (76) de la aleta del estanque (77) y el sistema queda en forma vertical, alejado del carro de limpieza (3) facilitando el acceso para mantención, el pistón se mantiene en posición vertical sujeto por el anillo (75). El equipo para deshidratar y espesar lodos o pastas aguadas, de aplicación preferente en procesos industriales y mineros, utiliza como componente principal para efectuar la separación sólido líquido un sistema de filtro sumergido, según la reivindicación 1 CARACATERIZADO, porque el deshidratador de lodos (1) contempla en el interior del estanque rectangular (50) una canal guía (35) con la parte superior en formato de embudo ubicada al borde interno de la brida superior (51), permite introducir la placa de succión (2) para guiarla mientras se introduce en el estanque rectangular (50) haciendo calzar las boquillas de succión (36) con el conector hembra (37). |
MEMORIA DESCRIPTIVA
Antecedentes de la Invención
La invención se refiere a una máquina diseñada para retirar agua a lodos o pastas aguadas como también para clarificar aguas, ambas faenas necesarias en minería. La máquina, materia de la invención, retira el agua desde los lodos con una cantidad despreciable de sólido en suspensión comparado al contenido original, aumentando de esta forma la densidad al material lodoso y como consecuencia disminuyendo su volumen. El proceso de retirar agua a lodos o pastas aguadas es una operación muy útil en la minería como también en otras actividades industriales diversas. Así, el beneficio industrial que genera la invención denominada "deshidratador de lodos" aplicado preferentemente a faenas mineras es amplio, como por ejemplo: i) Retirar agua al mineral que va de molienda a flotación, obteniéndose de este modo dos beneficios importantes, primero al aumentar la densidad de la pulpa o pasta aguada de mineral tendrá un volumen menor por el agua extraída y como consecuencia aumentará el tiempo de residencia en la etapa de flotación primaria beneficiando la recuperación metalúrgica del metal de valor, es decir, se produce más y como segundo beneficio, se genera un ahorro sustancial de agua al reciclarse directamente al proceso anterior de separación de tamaño efectuado por los hidrociclones en la molienda. ii) Deshidratar los concentrados que pasan de una etapa de flotación de limpieza a otra de limpieza mayor, obteniendo beneficios tanto en la recuperación metalúrgica como en la mayor concentración o pureza del concentrado de metal producido por efecto de mayores tiempos de residencia en las celdas de limpieza debido al menor volumen de pulpa o pasta aguada tratada y como consecuencia se obtiene el beneficio secundario de ahorro de agua y reactivos por efecto de la posibilidad de reciclaje. iii) Tratamiento de aguas residuales con sólidos en suspensión de procesos mineros o industriales para recuperación o disposición de agua clarificada y disposición del sólido recuperado para reciclaje o disponerlo para su descarte. iv) Operaciones de lavado de pulpas o pastas aguadas de concentrados metálicos para reutilizar o eliminar el reactivo residual. v) Procesos de espesamiento o aumento de densidad de lodos, pulpas o pastas aguadas de concentrados metálicos como acondicionamiento para operaciones de filtración o en otros casos para obtención de relaves en pasta con el beneficio de maximización de agua recuperada o reciclada. vi) Retiro de reactivo líquido agotado de reacciones químicas con mezclas de reactivos reactantes, sólido líquido.
Cada beneficio industrial se logra como consecuencia de un mejoramiento al diseño operacional y técnica del filtro sumergido de la Patente Chilena registro N°44.264, donde se rediseña la placa de succión para trabajar con el nuevo sistema de limpieza de la membrana filtrante, también se adecúa y estructura el estanque para trabajar con este conjunto, diseñando una geometría del cono inferior y el sistema de alimentación característico para cada tipo de beneficio deseado, conformando de este modo el equipo "deshidratador de lodo" materia de la invención.
Esta mejora sustancial en el filtro sumergido se debe a que; en su sistema original, la limpieza de la membrana filtrante se efectúa con aire inyectado en contracorriente a la succión, inflando de esta manera la tela. La desventaja en este sistema, es que por efecto de la gravedad y densidad del aire respecto al agua o líquido el aire tiende a salir por la parte superior del filtro sumergido, generándose un corto circuito, quedando más de la mitad de la tela o área de la membrana filtrante sin desprender el sólido adherido en exceso, mermando con esto la capacidad de tratamiento del equipo, sumado a este problema, el filtro sumergido después del proceso de limpieza queda lleno de aire en su interior y al funcionar nuevamente el sistema de succión, pierde capacidad y tiempo de operación extrayendo el aire atrapado, por otra parte, el diseño de posícíonamiento de tela debe contar con una estructura capaz de soportar la presión interna generada durante el soplado para evitar su desprendimiento. En cambio, el filtro sumergido modificado limpia la tela o membrana filtrante con un raspador, deteniendo previamente la succión y aumentando levemente la presión interna igualándola con la presión externa con el propósito de cambiar la superficie de la tela soltando el sólido adherido, esta innovación permite operar con lodos o pastas aguadas más espesas, ampliándose su campo de aplicación.
Entonces, la invención "deshidratador de lodo" será una máquina que tendrá como componente principal un nuevo modelo de filtro sumergido con mayor capacidad de tratamiento que consiste en una placa de succión y un carro de limpieza que suman una serie de mejoras en comparación al filtro sumergido original y al nuevo diseño específico del estanque donde se inserta. Descripción de de lo conocido en la materia.
Las operaciones industriales para aumentar densidad lodos mineralizados y las operaciones industriales para clarificar aguas turbias con sólidos en suspensión o simplemente aumentar la concentración porcentual de sólidos o pastas aguadas, son procesos característicos y esenciales en todas las faenas de beneficio de minerales como también en procesos industriales diversos, estas operaciones se realizan normalmente con los siguientes equipos existentes en la técnica:
- El espesador es un equipo característico de la industria minera utilizado para aumentar densidad a los lodos o pastas aguadas de concentrados o relaves, cumplen también con la operación de recuperación y clarificación de aguas. Los requerimientos de diseño exigen disponer de áreas considerables para su instalación en comparación al resto de los equipos de proceso. Realizan la separación sólido liquido por decantación natural de los sólidos, generalmente acelerando la precipitación con floculantes o coagulantes.
- Las centrífugas, si bien pueden lograr una buena separación entre las fases, son equipos de cierta
- sofisticación y complejidad mecánica que elevan su costo y requieren de mantención más exhaustiva. Realizan la operación de separación sólido líquido generando fuerza centrífuga.
- Cabe destacar el filtro sumergido, patente Chilena registro N°44264, cuyo beneficio industrial es clarificar las aguas industriales y concentrar el sólido entregándolo como un lodo o pasta aguada de mayor densidad que la alimentada inicialmente.
- El filtro de pulido consiste en unas mangas de tela encerradas en un recipiente ^ donde se suministra agua turbia a presión, la tela retiene el sólido y clarifica el agua, para extraer los excesos de sólido acumulado se debe detener el proceso de clarificación o pulimiento del líquido y efectuar operaciones de retro lavado con agua, diluyendo la pulpa de sólido. Una operación similar se efectúa con los filtros de arena.
Breve descripción de las Figuras.
Para una mejor explicación del invento denominado "deshidratador de lodo", se hará una descripción de una realización preferente en relación a las figuras siguientes, donde:
La Figura N° 1 muestra una vista lateral en corte del equipo "deshidratador de lodo", mostrando una placa de succión conectada a la pipa de succión y con el carro de limpieza montado en la barra carril y el equipamiento requerido para operar industrialmente. La Figura N° 2 muestra una vista lateral en corte del equipo "deshidratador de lodo", con todos sus componentes, partes o piezas en proceso de instalación o desinstalación.
La Figura N° 3 muestra una vista en corte del equipo "deshidratador de lodo", con el diseño de cono inferior del estanque adaptado para deshidratar lodos o pastas aguadas, preferentemente de procesos mineros, como aquellas que pasan del proceso de molienda a flotación primaria.
La Figura N° 4 muestra una vista en corte del equipo "deshidratador de lodo", con el diseño de cono inferior del estanque adaptado para deshidratar lodos o pastas aguadas, preferentemente de procesos mineros, como aquellas que pasan de una etapa de flotación de limpieza a otra.
La Figura N° 5 muestra una vista en corte del equipo "deshidratador de lodo", con el diseño de cono inferior del estanque adaptado para deshidratar lodos o pastas aguadas, preferentemente de procesos mineros, como espesamiento de concentrados o relaves o clarificación de aguas de diversas faenas.
La figura N° 6 muestra una vista lateral de una placa de succión.
La Figura N° 7 muestra una vista tridimensional en corte de una placa de succión.
La Figura N° 8 muestra una vista lateral en corte del detalle la conexión y sellado de una placa de succión con la pipa de succión.
La Figura N° 9 muestra una vista tridimensional de un carro de limpieza.
La Figura N° 10 muestra una vista tridimensional del sistema de instalación de las escobillas o raspadores del carro de limpieza.
La Figura N° 11 muestra una vista tridimensional de un juego de pipas de succión. Descripción de la invención.
En referencia a la figura 1 y 2, la invención "deshidratador de lodo" (1) consiste en un equipo que extrae porciones de agua clarificada o parcialmente clarificada a lodos o pastas aguadas como también a aguas turbias con contenidos apreciables de sólidos en suspensión, aumentando en todos los casos la densidad del material lodoso o pasta aguada. El mecanismo para retirar agua clarificada o parcialmente clarificada se realiza con un filtro sumergido modificado que logra una alta capacidad comparado al original de la patente Chilena registro N°44.264, así los lodos deshidratados decantan, se concentran y evacúan por el cono inferior del "deshidratador de lodo" (1).
El filtro sumergido modificado consiste en el conjunto de una placa de succión (2) y un carro de limpieza (3). La placa de succión (2) se conecta a la pipa de succión (4) que extrae el agua absorbida, los sólidos se retienen en la tela o membrana filtrante (25) y periódicamente el carro de limpieza (3) es movido y con las escobillas o raspadores (60) desprende los sólidos adheridos y decantan hacia el fondo.
El deshidratador de lodo (1 ), materia de la invención, posee un diseño particular en su parte inferior del estanque rectangular (50) característico para cada tipo de función o beneficio industrial que requiere obtener, entonces:
En referencia a la figura 3, para la actividad industrial; deshidratar lodos o pastas aguadas, por ejemplo, aquellos lodos mineralizados alimentados a un proceso de flotación de minerales desde el proceso de molienda. Con esta operación se puede lograr una densidad óptima de flotación bajando el volumen de la pasta mineral tratada que implica un mayor tiempo de residencia en las celdas de flotación beneficiando la recuperación del mineral tratado. Para atender esta actividad industrial se diseña para la parte inferior del estanque rectangular (50) del deshidratador de lodo (1) un cono de alimentación y evacuación tubular (5), que se inserta en la cañería de proceso (8) que transporta las pastas aguadas desde el proceso de molienda al proceso de flotación, en el extremo de salida se contempla una válvula de control (9) de operación automática que tiene la finalidad de producir en el interior del deshidratador de lodo (1) un nivel de líquido tal que mantenga sumergida la placa de succión (2) para succionar agua en forma permanente y continua, aumentando la densidad y concentración de sólidos en el lodo o pasta aguada que sale a través de la válvula de control (9) y cuya abertura o paso es controlado por un sensor de nivel (11). El agua clarificada o parcialmente clarificada que se ha retirado de la pasta aguada de mineral puede ser reciclada en forma inmediata al punto de adición en molienda, aportando otro importante beneficio industrial, recuperación y reciclaje de agua.
La operación de limpieza de la tela o membrana filtrante (25) se diseña de acuerdo a un programa computacional confeccionado experimentalmente, donde cada cierto tiempo de operación del deshidratador de lodo (1) se cerrará la válvula de succión (16) luego abrirá y cerrará inmediatamente la válvula de presión atmosférica (17) soltando la tela o membrana filtrante (25) para despegar el lodo adherido y enseguida se acciona el pistón (21) moviendo el carro de limpieza (3) para retirar el lodo que por su aglomeración acelerará la decantación hacia el cono de alimentación y evacuación tubular (5).
En referencia a la figura 4, para la actividad industrial; deshidratar lodos o pastas aguadas, por ejemplo, en los concentrados obtenidos en flotación primaria para ser enviados a flotación ' de limpieza que generalmente se sobre hidratan por efecto del empuje de espumas con agua fresca. Al deshidratarse los concentrados aumentarán su densidad, tendrán menor volumen y ganarán en tiempo de residencia en las celdas de flotación logrando mejor calidad en pureza y aumentando su recuperación, para atender esta actividad industrial se diseña en la parte inferior del estanque rectangular (50) del deshidratador de lodo (1) un cono receptor y evacuador de lodo (6), el concentrado o los lodos se suministran por el tubo de alimentación superior (22) conectado a una caja de receptora lateral (78) cerrada, provista de una chimenea (79) para evacuación de gases y para minimizar la formación de espuma en el estanque rectangular (50), este equipo puede también trabajar a su vez como los conocidos cajones de traspaso, que son estaciones de envío de concentrado de un circuito de flotación a otro, el ducto de salida inferior (10) está provisto de una válvula de control (9) dirigida por el sensor de nivel (11), con este juego de válvula y nivel se mantendrá sumergida la placa de succión (2). Puede existir una bomba ubicada más delante de la salida inferior (10) para retirar y enviar el concentrado deshidratado a otro circuito de flotación.
El proceso de limpieza de la tela o membrana filtrante (25) se diseña de acuerdo a un programa computacional confeccionado experimentalmente, donde cada cierto tiempo de operación del deshidratador de lodo (1) se cerrará la válvula de succión (16) luego abrirá y cerrará inmediatamente la válvula de presión atmosférica (17) soltando la tela o membrana filtrante (25) para despegar el lodo adherido y enseguida se acciona el pistón (21) moviendo el carro de limpieza (3) para retirar el lodo que por su aglomeración acelerará la decantación hacia el cono receptor y evacuador de lodo (6). En referencia a las figuras 1 y 5, para la actividad industrial; por ejemplo, espesar y acondicionar el concentrado metálico obtenido de la limpieza final de flotación para ser filtrado y secado para su comercialización o envío a procesos de maquila. Este proceso industrial se realiza con el diseño en la parte inferior del des idratador de lodos (1) de un cono de espesamiento (7). Como en este caso de uso industrial, el lodo o pasta mineral decantada se requiere lo más densa posible, se diseña una rastra (12) movida por un moto reductor (14) para evitar embanque y mantener fluidez en el concentrado espeso que se evacúa a través de la descarga de lodo (20). La parte inferior de la rastra (12) se conecta en un cono centrador (13) de la tapa fondo (15).
El lodo o pasta aguada se alimenta al deshidratador de lodo (1) preferentemente por 'un tubo de alimentación superior (22) que descarga en el cajón central (23) que se comunica con la parte superior del cono de espesamiento (7).
El proceso de limpieza de la tela o membrana filtrante (25) se diseña de acuerdo a un programa computacional confeccionado experimentalmente, donde cada cierto tiempo de operación del deshidratador de lodo (1) se cerrará la válvula de succión (16) luego abrirá y cerrará inmediatamente la válvula de presión atmosférica (17) para despegar la tela o membrana filtrante (25) de la parrilla (26) soltando el lodo adherido y enseguida se acciona el pistón (21) moviendo el carro de limpieza (3) para retirar el lodo que por su aglomeración acelerará la decantación hacia el cono de espesamiento (7). ¡
En referencia a las figuras 1 y 5, para la actividad industrial; clarificar aguas turbias con contenidos apreciables de sólidos en suspensión y disponer de los sólidos como lodos más densos para su recuperación o acondicionamiento para el descarte, se realiza con el diseño en la parte inferior del deshidratador de lodos (1) de un cono de espesamiento (7) acondicionando el equipo para tratamiento de lodos altamente diluidos, por lo que en su operación industrial se puede prescindir de la rastra (12). El caudal de agua clarificada producida debe ser siempre mayor que el caudal de alimentación de agua turbia de lo contrario el equipo rebalsará por falta de capacidad. El equipo contempla un sensor de nivel (11) para controlar el nivel de llenado ya que al ser mayor el caudal de agua clarificada que el de alimentación, el nivel siempre bajará y para evitar que aflore la placa de succión (2), que debe de estar siempre sumergida, se detendrá la succión de agua cerrando la válvula de succión (16) conectada a la línea de vacío (18), llegando a esta situación de nivel bajo el equipo comenzará a recuperar nivel por efecto de la alimentación continua de agua turbia. En esta ocasión también puede estar programado el ciclo de limpieza que se efectuará: primero, dando una apertura y cerrado instantáneo a la válvula de presión atmosférica (17) conectada a una línea de agua o aire a presión (19), preferentemente a presión atmosférica, para soltar la tela o membrana filtrante (25) rompiendo así la adherencia del material sólido, tercero, en este mismo instante se acciona el pistón (20) moviendo el carro de limpieza (3) despegando el sedimento adherido que por su concentración decantará hacia el fondo del cono (7).
En referencia a las figuras 6 y 8, Junto al carro de limpieza (3), la placa de succión (2) es parte del cuerpo del filtro sumergido modificado que cumple con la función de separar o retirar agua del lodo o pasta aguada, su formato es parecido al filtro sumergido de la patente chilena registro N° 44264 como también al formato de la paleta del filtro de disco, conocido en la técnica. Por lo tanto para su operación se utiliza el conocido procedimiento de producir un vacío al interior de la placa de succión (2) para generar una diferencial de presión entre el exterior e interior que activa el tránsito de agua a través de la tela o membrana filtrante (25) hacia el interior manteniendo en el exterior el material sólido. Para mantener rígidas la tela o membrana filtrante (25) de cada lado, evitando que se junte entre ellas, se contempla en el interior una parrilla interna (26) por cada cara, unida con la opuesta por pilares de unión (27) en cantidad suficiente para resistir la presión ejercida por el vacío durante la operación de succión. La parrilla interna (26) en conjunto queda casada en el marco (24) el cual por diseño contempla en todo su perímetro un canal (28) para introducir la tela o membrana filtrante (25) con las barras de embutido (29) preferentemente de sección circular que llevan soldadas golillas (30) a través de las cuales se pasa un perno (31) que atraviesa el marco (24) por la abertura cilindrica (32) tomando en el lado opuesto otra golilla (30) para instalar la tuerca (33) con la cual se comienza a apretar y la barra de embutido (29) comienza a introducirse en el canal (28) dejando instalada la tela o membrana filtrante (25) de ambos lados.
En referencia a las figuras 2, 7 y 8, para producir un buen sellado entre la boquilla dé succión (36) y conector hembra (37) el diseño contempla una distancia entre la parte inferior de la barra carril (45) y el fondo del canal de sello (42), ésta debe ser de menor longitud a la distancia existente entre la parte superior de la brida superior (51 ) del estanque rectangular (50) y el borde redondeado (41 ) del conector hembra (37). Considerando que, la diferencia entre estas dos distancias o medidas debe ser menor a la altura del sello esponja (43), de modo que al dejar instalada la placa de succión (2) se produzca un apreté del sello esponja (43), para asegurar dicho sellado, la barra carril (45) contempla una perforación de fijación (46) en cada extremos para asegurarla con un pasador de fijación (47) que atrapa la barra carril (45) entre dos aletas de fijación menor (48) solidarias a la brida superior (51).
En referencia a las figuras 1, 2 y 6, para facilitar la instalación o el retiro de la placa de succión (2) sé contempla un tubo de aire (38) para que salga el aire y evitar que flote cuando se instale o para que entre aire y salga el líquido del interior cuando se retire evitando un peso excesivo, cuando el equipo entra en operación la válvula de aire (39) clausura o cierra el tubo de aire (38). La barra carril (45) que cumple la función de soportar y permitir el desplazamiento del carro de limpieza (3), se utiliza también para efectuar las maniobras de enganche para introducir o retirar la placa de succión (2) desde el equipo deshidratador de lodos (1), tiene los pilares de soporte (81) que unen la barra carril (45) con el marco (24), la aleta guía (34) cumple una función similar a los pilares de soporte (81).
En referencia a las figuras 7 y 8, para producir un buen sellado, el diseño de la boquilla de succión (36) contempla un tubo conector macho (40) rodeado por el canal de sello (42) en el cual se embute un sello esponja (43) del mismo formato, pero con más espesor para que quede atrapado.
El marco (24) en la parte inferior contempla para la evacuación de agua clarificada dos aberturas (80) de formato rectangular con los extremos semicirculares para minimizar la pérdida de carga frente a un formato circular. La abertura del conector macho (40) tendrá el mismo formato de la abertura (80) que coincidirá perfectamente al instalarse la boquilla de succión (36) en el marco (24).
Se considera el formato rectangular con los extremos semicilíndricos para la abertura (80) y la del conector macho (40) para utilizar solo dos boquillas de succión (36) en el diseño de la placa dé succión (2) para así asegurar un contacto y sellado homogéneo con el conector hembra (37) de la pipa de succión (4).
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La boquilla de succión (36) tiene en su borde inferior una suela embudo (44) cuya forma de embudo permite guiar a la placa de succión (2) cuando hace contacto con la pipa de succión (4) y lograr hacer un calce óptimo del conector hembra (37) con el sello esponja (43), para facilitar el deslizamiento se diseña un borde redondeado (41).
La suela embudo (44) cumple también una función de elemento de desgaste para cuando se hagan maniobras de traslado con arrastre de la placa de succión (2) durante las faenas de mantención, por lo que preferentemente se diseña con polietileno de alta densidad para material de construcción.
En referencia a las figuras 1, 2, 9 y 10, junto a la placa de succión (2) el carro de limpieza (3) es parte del cuerpo del filtro sumergido modificado y cumple con la función de extraer el sólido adherido a la tela o membrana filtrante (25), dejándola limpia para recuperar y mantener la máxima de capacidad de succión. El diseño contempla unas monturas (52) con un túnel de contacto (53) que tiene el mismo formato, pero en inversa, a la barra carril (45) para así permitir un óptimo contacto entre ambas piezas. En los laterales de las monturas (52) cuelgan por cada lado las paletas de limpieza (54) que tienen adheridas unas placas de soporte (55) para escobillas o raspadores (60), todo este conjunto queda amarrado con la estructura de arrastre (56) formada principalmente por unas vigas longitudinales de empuje (57) y dos vigas transversales (58) para ejercer el empuje mediante el pistón (21) que conecta en el gancho de empuje (59).
Las placas de soporte (55) contienen las escobillas o raspadores (60) que se instalan con pasadores (61 ) que pueden ser pernos, remaches u otro sistema conocido, que pasan por las aberturas de amarre (62). Las placa de soporte (55) van adherida a la paleta de limpieza (54) mediante un pasador eje (82) ubicado en su parte superior que conecta otra placa de soporte (55) del lado inverso de la paleta de limpieza (54), de este modo al accionar el pistón (21) moviendo el carro de limpieza (3), las escobillas o raspadores (60) se inclinarán empujando hacia abajo el lodo adherido a la tela o membrana filtrante (25), el tope (83) limitará el ángulo de inclinación de la placa de soporte.
Las placas de soporte (55) se instalan en la paleta de limpieza (54) en columna, en una cantidad suficiente que cubra el alto del marco (24). El carro de limpieza (3) tendrá al menos dos columnas de placas de soporte (55) y al menos dos monturas (52) en cada paleta de limpieza (54) principalmente para dar rigidez y equilibrio. A mayor cantidad de columnas de placas de soporte (54) el carro de limpieza tendrá más longitud y el pistón (21) tendrá menor carrera, es decir, su brazo pistón (72) será más pequeño en longitud. Por lo tanto en el diseño del tamaño del carro de limpieza (3) y el tamaño del pistón se deberá calcular el dimensionamiento óptimo para la operación del deshidratador de lodos (1) materia de la invención.
En base a un programa electrónico pre diseñado para la operación del equipo deshidratador de lodo (1), el carro de limpieza (3) es movido por el pistón (21) que puede ser ubicado a un solo lado o por ambos lados a la vez. Para efectuar esta operación el diseño contempla que el extremo del brazo pistón (72) se conecta al gancho de empuje (59) y el conector de cola (73) se conecta a los dos brazos móvil (74) uno a cada lado que están conectados cada uno a una aleta de fijación mayor (49) cuya unión es un eje de giro. El pistón (21) queda cazado dentro del anillo (75) que es solidario o está soldado a los dos brazos móvil (74) y que tiene conectada por la parte inferior una pletina de soporte (76) que se soporta en una aleta del estanque (77) asegurándose con un pasador de pletina (78) el cual, para hacer mantención, se desconecta junto con el gancho de empuje (59) liberando el brazo del pistón (72) permitiendo dejar en posición vertical el pistón (21) manteniéndose asi por el anillo (75) dejando espacio libre para retirar o instalar las placas de succión (2) y el carro de limpieza (3).- En referencia a las figuras 1 , 2, 7 y 11 , la placa de succión (2) se introduce en el estanque rectangular (50) del deshidratador de lodo (1) conectándose la aleta guia (34) con la canal guía (35) del estanque, de modo de hacer calzar perfectamente la boquilla de succión (36) con la conectar hembra (37) de la pipa de succión (4). Se contemplan solo dos boquillas de succión (36) por cada pipa de succión (4) para asegurar un buen contacto entre ellas.
La pipa de succión (4) instalada en el estanque rectangular (50) del deshidratador de lodo (1) debe estar paralela a la brida superior (51) de modo que al instalarse la placa de succión (2) se produzca un sello homogéneo entre la boquilla de succión (36) con cada conectar hembra (37), para optimizar este sellado se considera el diseño con solo un par de ambas piezas. Por ejemplo, si fueran tres conectares hembra (37) puede quedar uno de ellos más corto o más largo perjudicando el sellado.
Ante la necesidad de un de deshidratador de lodo (1) de alta capacidad requiere aumentar el área de una placa de succión (2), y para evitar aumentar su ancho o espesor como también evitar contar con más de dos boquillas de succión (36) y conectar hembra (37) se diseña para estos componentes una sección rectangular con los extremos semicircular, aumentando el área de paso del agua clarificada.
Para mantener el carro de limpieza (3) en equilibrio estable se requieren al menos dos puntos de apoyo en sentido longitudinal y en sentido transversal, para esto se diseña en el deshidratador de lodo (1) el contenido de al menos dos placas de succión (2) por cada sector (64) con igual número de pipas de succión (4) que terminan unidas en la bandeja de distribución (63). A cada sector (64) corresponderá una escotilla con brida (65).
El conjunto de pipas de succión (4) que conforman un sector (64) se introducen a través de la escotilla con brida (65) y descansarán en las vigas de apoyo (70) que mantendrán alineada y rígida la pipa de succión (4) dejando en un mismo plano los bordes redondeados (41) para optimizar el sellado. Luego se conecta la tapa colectora (66) provista de una sección de cañó (67) que colecta las salidas de las pipas de succión (4) del sector (64) correspondiente y evacúa el agua clarificada por el terminal (68). La tapa colectora (66) se amarra a la escotilla con brida (65) con pernos y tuercas (69), dejando atrapada la bandeja de distribución (63) provista de material de sellado.
La operación de limpieza de la tela o membrana filtrante (25) es programada electrónicamente.
En referencia a las figuras 3, 4 y 5, el deshidratador de lodo (1) materia de la invención, contempla en su diseño un el sistema de separación de unidades operativas identificado por sector (64) de placas de succión (2) y carros de limpieza (3) que permitirá dejar fuera de servicio aquel sector que requiera efectuar mantención o cambio de componentes de operación como tela o membrana filtrante (25), escobillas o raspadores (60), pistón (21) u otra parte o pieza relacionada. Para aislar el sector (4) seleccionado, el terminal (68) lleva conectad una válvula de mantención (71) que al cerrarla manual o electrónicamente dejará fuera de servicio el sector (64) elegido y el equipo deshidratador de lodo (1) materia de la invención, continuará operando con los sectores (4) restantes mientras se interviene uno de ellos.