Estudio de la filtración centrífuga de una suspensión agua-talco

Abstract

Se requiere conocer cómo evoluciona el espesor de la torta formada al interior del tambor centrífugo,para enseguida determinar el periodo de de-saturación de la torta.El espesor se estima a partir de los balances generales de masa. La de-saturación de la torta se simula considerando el modelo generalizado de Darcy. Para facilitar la solución se consideró una torta homogénea e incompresible (Wakeman y Vince, 1986), ya que si se tratara de una estructura compresible se modificarían los efectos capilares y los flujos en las fases. Además, se puede justificar la estructura no compresible debido a que se estudia una torta constituida de partículas de talco. La solución numérica del modelo se realizó utilizando Comsol Multiphysics 3.4 en el módulo de Difusión.Los datos experimentales han sido obtenidos del proceso de filtración centrifuga de una suspensión agua talco con una fracción en volumen de sólidos de 0.057, una alimentación de la suspensión de 150 kg/h y una velocidad de centrifugación de 3000 rpm.Se comparan los resultados teóricos con los datos experimentales del proceso. La formulación de ecuaciones propuestas mediante balances de masa permitió determinar el espesor de la torta alcanzándose un valor máximo de 0.017 m. en un tiempo de operación de 600 segundos el cual es muy similar al valor determinado experimentalmente de 0.0175 m. La etapa de saturación inicia aproximadamente a los 700 segundos del proceso, alcanzándose una saturación mínima en la torta de 0.32. Separar 22 kg de líquido de una suspensión con fracción másica igual a 0.1428 tomó aproximadamente 600 segundos.La reducción de la permeabilidad es tan grande, que permite el desarrollo de fuertes fuerzas capilares que impiden la evacuación total de líquido en la torta, lo cual se refleja en los últimos segundos de la de-saturación. Esto puede explicarse, pues cuando la saturación de la torta es muy baja, los valores de la presión capilar se incrementan exponencialmente.