Guía del Capítulo 11. SEPARACIÓN DE SÓLIDOS Problema 11.1 Al

Guía del Capítulo 11. SEPARACIÓN DE SÓLIDOS
Problema 11.1
Al probar un dispositivo de separación gas-sólido se obtienen los siguientes resultados.
0-10
10-20
20-30
30-40
40-50
Tamaño medio (μm)
5
15
25
35
45
Alimentación (kg)
45
69
120
45
21
1.35
19.32
99
44.33
21
Rango de tamaño (μm)
Producto Grueso (kg)
a) Encuentre la eficiencia total de separación del dispositivo.
b) Grafique la curva de eficiencia de separación del dispositivo y determine el tamaño
de corte equiprobable.
Problema 11.2
Al probar un dispositivo de separación gas-sólido se obtienen los siguientes resultados.
Rango de tamaño (μm)
6.6-9.4
9.4-13.3
13.3-18.7
18.7-27.
27.-37.
37.-53.
Distribución de tamaño
0.05
0.2
0.35
0.25
0.1
0.05
0.015
0.139
0.366
0.3
0.12
0.06
de la alimentación
Distribución de tamaño
del producto grueso
Dado que la masa total de alimentación es 200 kg y la masa total de producto grueso
colectado es 166.5 kg,
a) Encuentre la eficiencia total de separación del dispositivo.
b) Determine la distribución de tamaño del producto fino.
c) Grafique la curva de eficiencia de separación y determine el tamaño de corte
equiprobable.
d) Si al mismo dispositivo se alimentara un material con la distribución de tamaño que
se da a continuación, cuál sería la distribución de tamaño del producto grueso?
Rango de tamaño (μm)
6.6-9.4
9.4-13.3
13.3-18.7
18.7-27.
27.-37.
37.-53.
Distribución de tamaño
0.08
0.13
0.27
0.36
0.14
0.02
de la alimentación
Problema 11.3
Determine el diámetro y número de ciclones Stairmand de alto caudal (HR) a operar en
paralelo para tratar 3 m3/s de un gas de densidad 0.5 kg/m3 y viscosidad 2 10-5 Pa s
que contiene un polvo de densidad 2000 kg/m3. Como máximo se debe alcanzar un
tamaño de corte x50 = 7 μm, a una caída de presión de 1200 Pa. Calcule el tamaño de
corte real de su diseño. Si un cambio en los requerimientos operativos necesitara una
caída en el caudal de gas del 50%, qué efecto obtendría sobre el tamaño de corte
especificado por su diseño?
Problema 11.4
Determine el diámetro y número de ciclones Stairmand de alta eficiencia (HE) a operar
en paralelo para tratar 1 m3/s de un gas de densidad 1.2 kg/m3 y viscosidad 18.5 10-6
Pas que contiene un polvo de densidad 1000 kg/m3. Como máximo se debe alcanzar
un tamaño de corte x50 = 5 μm, a una caída de presión de 1200 Pa. Calcule el tamaño
de corte real de su diseño.
Problema 11.5
Una malla de alambres de acero inoxidable con apertura cuadradas, tiene una apertura
de 3.18 mm de lado. El diámetro del alambre es de 1.2 mm. Determine:
a) El porcentaje de área libre cuando la zaranda que contiene dicha malla se opera en
posición horizontal.
b) El porcentaje de área libre cuando la zaranda que contiene dicha malla se opera con
una pendiente de 20º.
c) El tamaño de mesh de la malla.
Problema 11.6
De una muestra de cuarzo molida, la fracción menor que 2mm tiene que ser removida
en zarandas. La alimentación contiene 35% de material menor a 2 mm. Después del
proceso de separación, los gruesos contiene 10% de material menor a 2 mm y los finos
contienen 82% de material menor que 2 mm. Calcule las relaciones másicas de las
corrientes de gruesos y finos respecto a la alimentación y determine la eficiencia global
de la zaranda.
Problema 11.7
La separación de un material se realiza en una zaranda vibratoria. El producto grueso
representa el 62.5% del caudal másico de la alimentación. El análisis de tamizado de
muestras de las corrientes de gruesos y finos provee los siguientes resultados. Dibuje la
curva de coeficientes de partición y calcule el tamaño de corte.
Tamaño (μm)
Tamaño medio (μm)
Gruesos (% masa ret.)
Finos (% masa ret.)
16000
17889
37.5
0.5
8000
11314
32
1.
4000
5657
13
10.6
2000
2828
7.4
12.1
1000
1414
3.6
15.
500
707
2.5
18.
250
354
2.
20.
150
177
1.5
19.8
0.5
3.
0
Problema 11.8
La eficiencia de gruesos representa la fracción en masa de partículas mayores que la
apertura de la malla que abandona la zaranda en el producto grueso. Derive una
ecuación en términos de las eficiencias de gruesos de las zarandas 1 y 2 para
determinar la fracción en masa de partículas mayores que la apertura de malla en los
productos grueso y fino de la zaranda 2 del siguiente proceso. Considere que las
eficiencias de gruesos de ambas zarandas son iguales.
Fs
Fg1
Zaranda 1
Eg1
Ff1
Fg2
Zaranda 2
Eg2
Fg2
Problema 11.9
A una zaranda de 3 paños se alimentan 60 t/h de un mineral con la siguiente
distribución de tamaño de partícula.
Tamaño (mm)
% acumulativo pasante
75
100
50
90
36
70
24
33
12
15
6
10
Si los paños son de 37, 25.4 y 12.5 mm, determine los caudales másicos y las
composiciones de todas las corrientes producto, considerando separaciones ideales.