Estudio experimental del proceso industrial Caron, en la empresa de Niquel, Moa, Holguin, Cuba

ESTUDIO EXPERIMENTAL DEL PROCESO INDUSTRIAL “CARON”, EN LA EMPRESA DE NIQUEl, MOA, HOLGUIN, CUBA Turro Breff Alberto, Ingeniería Mecánica, Instituto Superior Minero Metalúrgico, Moa, Holguín, Cuba Izquierdo Pupo Raúl, Ingeniería Mecánica, Instituto Superior Minero Metalúrgico, Moa, Holguín, Cuba Garcell Puyans Leonel R., Ingeniería Química, Universidad de Oriente, Santiago de Cuba [email protected] Resumen: En el presente artículo se exponen resultados de las investigaciones sobre las características reológicas de los desechos lixiviados (colas) del proceso industrial CARON. Los análisis físicos – químicos indican una gran similitud en las composiciones de las muestras tomadas en diferentes periodos, las cuales están constituidas fundamentalmente por altos contenidos de maghemita. El estudio granulométrico demuestra que en las pulpas de las colas predominan volúmenes de partículas finas con tamaños inferiores a los 43µm. Las características reológicas se determinaron en función de la concentración de sólidos, de la temperatura y del pH. Las curvas de flujo de las colas con concentraciones de 30 y 35 % en peso de sólido exhiben un flujo seudoplástico; mientras que las de mayores concentraciones pueden ajustarse al modelo reológico de los plásticos Bingham con un coeficiente de correlación medio de 0,99. Los cambios en la temperatura tienen poco efecto a bajas concentraciones y son más influyentes a las concentraciones más altas debido a su mayor influencia sobre la estructura que forman las partículas sólidas. En cada muestra investigada, los valores máximos de viscosidad y del esfuerzo cortante inicial, a diferentes concentraciones, se obtienen a un pH ˜ 6.4; para el cual se observa la mayor estructuración de las colas. A valores de pH menores ó mayores al indicado las viscosidades disminuyen, lográndose una mayor estabilidad de las suspensiones. Estos resultados indican que las colas poseen propiedades superficiales típicas de los sistemas coloidales, debido al alto contenido de partículas finas presentes en las mismas.

Palabras clave: Desechos lixiviados, maghemita, colas de industrias niquelíferas, propiedades reológicas, propiedades coloidales. Abstract: In the present article results of the investigations are exposed on the reological characteristics of the leached remainders (tails) of industrial process CARON. The physical analyses – chemical they indicate a great similarity in the compositions of the samples taken in different periods, which are constituted fundamentally by high contents of maghemita. The grain sized study demonstrates that in the pulp of the tails volumes of fine particles with inferior sizes to the 43 µm predominate. The rheology characteristics were determined based on the solid concentration, of the temperature and pH. The curves of flow of the tails with concentrations of 30 and 35% in weight of solid exhibit a pseudoplastic flow; whereas those of greater concentrations they can adjust to the reológico model of the Bingham plastics with an average coefficient of correlation of 0,99. The changes in the temperature have little effect to low concentrations and are more influential to the highest concentrations due to their greater influence on the structure that form solid particles. In each investigated sample, the maximum values of viscosity and the initial sharp effort, to different concentrations, they are obtained to pH ˜ 6.4; for which the greater structuring of the tails is observed. To smaller or greater values of pH to indicated viscosities they diminish, being obtained a greater stability of the suspensions. These results indicate that the tails have typical superficial properties of the colloidal systems, due to the high present fine particle content in the same ones.

Key words: Leached remainders, maghemita, tails of nickeliferous industries, reológicas properties, colloidal properties. 1. INTRODUCCIÓN En todas las industrias químicas tienen lugar la elaboración y transportes de materiales de diferentes naturalezas: polímeros, soluciones coloidales, suspensiones minerales, etc. Una gran parte de estos materiales exhiben propiedades reológicas no newtonianas. Aplicando los métodos desarrollados en el campo de la reología, es posible comprender y encontrar soluciones a los problemas

fundamentales relacionados con el diseño de equipos e instalaciones para la elaboración y transporte de dichos materiales no newtonianos. Dentro del complejo tecnológico de la industria niquelífera cubana se encuentran las fábricas que llevan a cabo la producción de níquel más cobalto por el proceso carbonato amoniacal (CARON). En las fábricas niquelíferas, la mayoría de los materiales que se transportan son suspensiones minerales. La caída de presión por unidad de longitud en los conductos, necesaria para mantener en movimiento dichas suspensiones, depende de factores como: diámetro de los tubos, flujo volumétrico del material, propiedades reológicas y superficiales entre otros. Es por ello, que para la modificación de los sistemas de flujo, resulta de gran necesidad conocer tanto las propiedades de flujo de los productos que fluyen a través de éstos, como los efectos que ejercen sobre sus propiedades los factores. El presente trabajo tiene como objetivo fundamental realizar la caracterización reológica, química y mineralógica de suspensiones de desechos lixiviados (colas), además del estudio de los principales factores que influyen sobre su reología.

2. CONTENIDO

2.1. Materiales y técnicas utilizadas

Se estudiaron 4 muestras industriales tomadas en