Integrantes:Paulo Postigo Bedregal

Victor Pancorbo HinojosaOscar Jacobo Jacobo

Javier Solis Vera

Integrantes:Paulo Postigo Bedregal

Victor Pancorbo HinojosaOscar Jacobo Jacobo

Javier Solis Vera

FILTRACIÓN La filtración es una operación unitaria donde se consigue la

separación de los sólidos que se encuentran suspendidos en un medio líquido a través de un medio poroso, el cual va a retener las partículas sólidas dejando pasar el líquido. Los sólidos quedarán retenidos en función de su granulometría y según sea el tamaño de los poros.

El medio filtrante es la barrera que retiene los sólidos y deja pasar el líquido, puede ser un tamiz, una tela, un tejido de fibras, fieltro, membranas poliméricas o un lecho de sólidos. El líquido que atraviesa el medio filtrante se denomina filtrado.

Tipos Filtros clarificadores o de lecho profundo.Se suelen emplear cuando la cantidad de sólidos presentes en el

líquido es muy pequeña, siendo de gran aplicación para la depuración de agua y el tratamiento de aguas residuales.

Filtros de torta.La mayor parte de filtros empleados en la industria química son filtros

de torta (presión, vacío o centrífuga).

Filtro prensa.Es uno de los filtros más usados debido a su gran versatilidad, tanto en relación a

la amplia gama de materiales y como las diversas condiciones de operación que se pueden aplicar, además de su bajo coste de mantenimiento. Sin embargo, no está recomendado su uso para tratar grandes cantidades.

Filtro de banda.Presenta una gran flexibilidad de aplicación y alta capacidad. Permite la filtración

en continuo. Consiste en una especie de cinta transportadora donde la cinta se ha sustituido por una banda o tela permeable. La suspensión se alimenta por la parte superior y en un extremo de la cinta, mientras que por la parte inferior de ésta se hace el vacío y se recoge el filtrado. Se van a ajustar la velocidad de la cinta y la distancia a la que se aplica la suspensión para producir una torta del espesor adecuado. La torta se desprende al final de la cinta.

Filtros Rotativos a vacío. Son muy empleados debido a que trabajan en continuo y a su bajo

coste de operación motivado por su funcionamiento automático. Dentro de los filtros rotativos se tienen dos tipos:

- De Tambor Rotativo: Consiste en un cilindro cuya superficie exterior esta formada por una plancha perforada donde se fija la tela filtrante.

- De esta manera se forma una torta del espesor deseado ajustando la velocidad de rotación del tambor.

- De Recubrimiento: Se emplea cuando el material forma una torta de elevada resistencia.

AplicacionesLa filtración se emplea en un gran número de procesos relacionados

con industrias muy diversas:

Química: filtración de azufre fundido, ácido cítrico, resinas y fibras sintéticas, plásticos

Farmacéutica: producción de vitaminas y antibióticosAlimentaria: filtración de glucosa, fructosa y azúcares, jugos de

frutas, cerveza, vino, etc.Industria del aceite: pulido de aceites y blanqueo.Agroquímica: producción de insecticidasPetroquímica: separación de distintos componentes como la

posibilidad de obtención de parafinas cristalinas de las que no lo sonRecuperación y refino de metales: por ejemplo filtración de sales

de zinc, cobre, níquel, etc.

Tratamiento de aguas residuales: tanto urbanas como procedentes de instalaciones industriales. La filtración aparece en el acondicionamiento de aguas residuales y en el tratamiento de fangos.

La filtración de agua implica su paso a través de capas de arena, carbón y otros materiales granulares para eliminar microorganismos y cualquier sedimento que pudiera quedar.

Es un proceso de obtención de un sólido a partir de una disolución. Puede realizarse por una reacción química, por evaporación del disolvente, por enfriamiento repentino de una disolución caliente, o por cambio de polaridad del disolvente. El sólido así obtenido se denomina precipitado y puede englobar impurezas. En general será necesario cristalizarlo y recristalizarlo.

Precipitación

Aplicación- Precipitación con polvo zinc en Planta Merril Crowe

ETAPAS DE LA PRECIPITACIÓN  1. Transporte de Masa de

cianuro de oro y las especies cianuradas en la superficie del zinc desde la solución.

2. Adsorción de la especie oro cianurado hacia la superficie de zinc, involucrando la formación de una especie intermedia: AuCN.

3. Transferencia de electrones entre cianuro de oro con el zinc y la simultanea disociación de la formación de cianuro de oro y cianuro complejos de zinc.

4. Desorción de las especies cianuradas de zinc desde la superficie de zinc.

5. Transferencia de Masa de las especies cianuradas de zinc hacia la solución.

Reacciones durante la cementación

Procedimientos esenciales para una efectiva precipitacion

• Solucion con bajo contenido de solidos < 10 NTU o < 5 ppm de solidos

• Solucion desaereada con < 1 ppm de oxigeno disuelto.

• Granulometria adecuada del polvo de zinc, 90% menos mallas 325.

• Rango de pH entre 10 a 11,con optimo en 10.5

• Concentracion de cianuro libre en solucion debe ser mantenida entre 150 a 200 ppm. Altas concentraciones de CN afectan los potenciales redox de las reacciones catodica y anodica de la precipitacion,valores bajos de CN favorecen la formacion de Zn(OH)2.

Precipitacion con polvo zinc en Planta Merril Crowe

Factores que afectan la precipitación de oro con el zinc

• Concentración de oro en solución: La razón de precipitación generalmente se incrementa con el aumento de la concentración de oro de la solución

• Concentración de cianuro: El efecto general de la concentración del cianuro libre, en la práctica, afecta de manera leve a la precipitación, pero esto solamente hasta un valor determinado que depende de la concentración de oro y el pH.

 

Concentración de zinc: La reacción de disolución del zinc disminuye con el aumento de la concentración del ion de zinc, sin embargo, esto es relativo. Altas concentraciones de zinc pueden generar la formación de hidróxido de zinc insoluble, el cual puede pasivar la superficie del metal y reducir severamente la razón de precipitación.  Tamaño de partícula del zinc: Un incremento en la superficie disponible del zinc aumenta la velocidad de la reacción. Temperatura : La aceleración de la precipitación es evidente con el incremento de la temperatura. Por ejemplo el oro precipita en 2 horas a 35 0 C, y precipita en 24 horas a 20 0 C.

Oxígeno disuelto: La presencia de oxígeno disuelto disminuye la cinética de la precipitación, pues la reducción de oxígeno compite con la reducción de oro, pero esto dependerá de la temperatura y de la concentración del metal precioso en soluciónpHSe indica el pH optimo para la precipitacion del oro desde soluciones frias diluidas entre el rango de 10 a 11 con optimo de 10.5

En la decantación se separa un sólido o líquido más denso de otro fluido (líquido o gas) menos denso y que por lo tanto ocupa la parte superior de la mezcla.

Separación de sólidos:Decantación

La decantación es un proceso importante en el tratamiento de las aguas residuales; si no existiera este proceso, muchísima agua se desperdiciaría.

En casi todos los tratamientos de aguas residuales se practica la decantación como medio primario de separar sustancias más livianas (de tipo graso), sustancias medias (de tipo acuoso) y sustancias pesadas (de tipo metálico).

Además se utiliza para potabilizar el agua, cuando se separan arcillas y otros componentes en suspensión

Separación de sólidos:Decantación - Usos

La misión de la de la decantación es eliminar partículas, ya sea por sedimentación o flotación,

Siguiendo la ley de Stokes para la sedimentación, el tiempo necesario para la sedimentación de una partícula de arena de 1 mm. de diámetro, sería de 10 segundos, para una partícula de arena fina de 0,1 mm, sería de 2 minutos y para una partícula de arcilla de 10 µm, el tiempo sería 2 horas. Para una bacteria (1µm), el tiempo sería unos 8 días y para las partículas coloidales de tamaños entre 100 nm y 1 nm, el tiempo en sedimentar estaría entre 2 y 200 años. De ahí la necesidad de una agregación de las partículas de forma que aumente el tamaño y la velocidad de sedimentación, que es lo que se consigue con la coagulación-floculación.

Decantación - Sedimentación

En la  figura siguiente se observa como varía la velocidad de sedimentación dada por ΔH / Δt en el transcurso del tiempo t.

Separación de sólidos:Sedimentación

Una primera zona en la parte superior o zona clarificada donde las partículas descienden con velocidad creciente, sedimentando más rápidamente la partícula inferiores. Se pasa después a una zona donde la velocidad de caída es considerada casi constante y siendo la concentración de partículas mayor que la concentración inicial introducida en la probeta, a esta zona se la conoce como zona de sedimentación uniforme, posteriormente se llega a la zona inmediata inferior, con una disminución de la velocidad de sedimentación y una mayor concentración, es la zona de transición o de espesamiento,

Separación de sólidos:Sedimentación - Etapas

para acabar en la zona de comprensión donde es mayor la concentración de partículas . Al cabo del tiempo en una suspensión floculenta las fases intermedias desaparecen y los sólidos se irán depositando lentamente bajo su propio peso y a su vez el agua intersticial va subiendo a la zona clarificada.

Separación de sólidos:Sedimentación - Etapas

Un decantador de flujo horizontal no es otra cosa que una galería horizontal, siendo la forma más simple un paralelepípedo rectangular ( en la figura siguiente, de longitud L, anchura b y altura h, la superficie en planta S = L b).

Separación de sólidos:Sedimentación – horizontal ciclo contínuo

Si en esta galería hacemos circular lentamente un caudal Q de agua a decantar, con flóculos previamente formados y suponemos una velocidad horizontal del agua (V), lo más uniforme posible en toda la sección transversal de la galería, tendremos que : V = Q / h b.

Para que la sedimentación de flujo continua cumpla su función, se debe tener en cuenta las siguientes condiciones:

Separación de sólidos:Sedimentación – horizontal ciclo contínuo

- El flujo es estable y entrando en la zona de sedimentación, la concentración de las partículas en suspensión de cada tamaño es uniforme en toda la sección transversal perpendicular al flujo.

- La velocidad horizontal del agua es constante lo mismo que la velocidad de sedimentación de cada partícu1a, por lo que la trayectoria de las partículas en el decantador es una línea recta.

- La velocidad horizontal del agua en el decantador será inferior a la velocidad de arrastre de los lodos, considerando por tanto que las partículas que alcancen el fondo quedaran allí retenidas.

Sedimentación – horizontal ciclo contínuo

La centrifugación es un método mecánico de separación de líquidos no miscibles, o de sólidos y líquidos por la aplicación de una fuerza centrífuga. Esta fuerza puede ser muy grande. Las separaciones que se llevan a cabo lentamente por gravedad pueden acelerarse en gran medida con el empleo de equipo centrífugo.

Las centrífugas o bombas centrífugas se usan en diferentes tipos de industrias: industria química, petroquímica, refinerías, industrias alimenticias, farmacéuticas, textil, azucarera.

Introducción

1) Centrífuga De Sedimentación.2) Centrífugas De Filtro

Tipos De Centrifugas

Esta contiene un cilindro o un cono de pared sólida que gira alrededor de un eje horizontal o vertical. Por fuerza centrífuga, una capa anular de líquido de espesor fijo se sostiene contra la pared. A causa de que esta fuerza es bastante grande comparada con la de la gravedad, la superficie del líquido se encuentra esencialmente paralela al eje de rotación, independientemente de la orientación de la unidad. Las fases densas "se hunden" hacia fuera y las fases menos densas se levantan hacia dentro. Las partículas pesadas se acumulan sobre la pared y deben retirarse continua y periódicamente.

Centrífuga De Sedimentación:

Estas operan como el tambor de rotación de una lavadora doméstica. La pared de la canasta está perforada y cubierta con un medio filtrante, como una tela o una rejilla fina, el líquido pasa a través de la pared impelido por la fuerza centrífuga dejando una torta de sólidos sobre el medio filtrante. La rapidez de filtración se incrementa con esta fuerza y con la permeabilidad de la torta sólida. Algunos sólidos compresibles no se filtran bien en una centrífuga a causa de la deformación que sufren las partículas por la acción de la fuerza centrífuga, por lo que la permeabilidad de la torta se ve reducida considerablemente. La cantidad de líquido que se adhiere a los sólidos después que éstos se han centrifugado depende también de la fuerza centrífuga aplicada; en general, el líquido retenido es considerablemente menor que el que queda en la torta que producen otros tipos de filtros.

Centrífugas De Filtro:

Dependiendo del mecanismo utilizado para realizar su trabajo, las centrífugas se clasifican en :1) Centrífugas Hidraulicas

2) Centrífugas De Banda3) Centrífugas De Mando Eléctrico

Clasificación

Para este tipo de centrífuga es necesario un litro de agua por segundo para un H.P. Cuando la presión se aplica con unabomba centrífuga, ésta tiene generalmente, un rendimiento propio de 0.65 a 0.80. Las bombas bien construidas, llegan fácilmente a 0.75.

Ventajas: Su conservación es simple; las piezas que más se desgastan son las

boquillas, que se reemplazan fácilmente. En algunos países se ha llegado a hacerlas girar muy rápidamente,

aumentando la presión del agua y la potencia de las bombas. Desventajas: Tienen un alto consumo de potencia por el bajo rendimiento de la

rueda Pelton. El problema anterior se acentúa más si se les hace trabajar

con compresores de acción directa, que consumen de 35 a 40-Kg. por H.P.

Su arranque es relativamente lento. Este tipo de centrífuga tiende a desaparecer, por no corresponder a

las exigencias de la industria azucarera moderna.

Centrífugas Hidraulicas

Este tipo de centrífugas se reúne en baterías movidas por un eje longitudinal común que, a su vez, es mandado por un motor. Los ejes de las centrífugas son verticales y por lo tanto, la transmisión necesita poleas locas para el regreso de la banda. El eje longitudinal gira comúnmente a una velocidad de aproximadamente un tercio de la de las máquinas. El cálculo de las centrífugas de banda, se hace a partir del par y de la aceleración angular, pudiendo considerarse ésta como constante durante el período de arranque.

Ventajas: Son las baratas de instalar. Son simples y su conservación es fácil. Causan al motor pocas cargas intempestivas y dar una marcha suave y

regular.

Desventajas: El desgaste de las bandas es considerable Las necesidades de potencia sin ser tan altas como las de las centrífugas

hidráulicas, son mayores que las de las centrífugas con mando eléctrico directo.

Han perdido terreno en favor de las centrífugas con mando eléctrico.

Centrífugas De Banda

Estas máquinas se manejan con un motor eléctrico vertical, cuyo eje es continuación del eje de la centrífuga. El mando de la máquina se efectúa por medio de un embrague de fricción consistente en dos zapatas de material flexible provistas de dos balatas de fricción y convenientemente cargado.

Las zapatas están fijas al eje del motor y giran dentro de un tambor que a su vez está fijo al eje de la centrífuga, resbalan al principio, arrastrando la centrífuga que gira más y más rápidamente y al fin de determinado tiempo las zapatas se adhieren completamente.

Centrífugas De Mando Eléctrico

Ventajas:

•Cada máquina centrífuga es independiente, es decir, forma una unidad separada.•Por esta ventaja se economizan correas y tuberías.•Si algún motor se descompone, sólo se para una máquina y ésta es una ventaja contra la pérdida de tiempo.•El motor individual es el arreglo que permite las más altas capacidades, la mejor calidad del azúcar y el uso más completo del equipo.•Necesidades de mano de obra son mínimas.•La conservación es simple; las descomposturas, las paradas y las reparaciones de los motores, son raras.

Desventajas:

•Este tipo de centrífugas son bastante caras.•Su motor disminuye el factor potencia.