En tópicos anteriores se han mencionado algunos de los equipos de procesamiento de minerales más utilizados dentro de la industria. En el tópico de esta semana revisaremos uno de los equipos más versátiles dentro de las plantas: los hidrociclones.
El hidrociclón es un equipo que utiliza la presión de alimentación de una pulpa de mineral para crear un movimiento rotacional de sus componentes en su interior. Este movimiento de rotación helicoidal provoca un movimiento relativo entre las partículas en función de sus propiedades intrínsecas (tamaño, forma, densidad), lo que permite cierta separación entre éstas, de acuerdo a requerimientos específicos de cada proceso.
La alimentación al hidrociclón está ubicada en la sección cilíndrica superior del equipo, mientras que la sección inferior del cuerpo del hidrociclón es cónica, tal como se muestra en la Figura 1. La fenomenología que caracteriza el funcionamiento del hidrociclón es la utilización de la inyección tangencial a presión de un fluido para generar un movimiento distintivo de cada tipo de partícula, logrando separar éstas según su tamaño o en función a su gravedad específica. Muchas veces estos efectos coexisten, lo que puede facilitar o dificultar la separación efectiva, según el requerimiento deseado.
Las salidas del hidrociclón se encuentran generalmente en el eje axial del equipo, tanto en la parte superior (Overflow) como en la inferior (Underflow), de tal forma que el fluido que rota se ve obligado a girar en espiral hacia el centro del ciclón para salir del equipo.
Las partículas que están en suspensión en el fluido se ven sometidas a dos fuerzas opuestas actuando sobre ellas: una fuerza radial que apunta hacia afuera del hidrociclón generada por la aceleración centrifuga y una fuerza radial con dirección opuesta debido a la fuerza de arrastre del fluido.
La magnitud de estas fuerzas está directamente relacionada con las propiedades físicas, tanto del fluido como del material en suspensión, por ejemplo, tamaño y forma de las partículas, densidad de las partículas y también la densidad del fluido. La utilización de estas propiedades físicas, más ciertos parámetros operacionales (presión de alimentación, % sólidos de la pulpa alimentada), además de las características de diseño del equipo (diámetro del hidrociclón y dimensión de aberturas de descargas), pueden ser utilizadas para clasificar y separar las partículas en suspensión en el fluido. Las partículas más grandes y con una densidad mayor salen del hidrociclón por la salida axial inferior (Underflow), mientras que las partículas pequeñas y menos densas se mueven hacia la salida superior (Overflow) por el centro del hidrociclón.
La diferencia entre la densidad de las partículas hace que se forme un doble helicoide dentro del hidrociclón, en donde las partículas finas suben por la hélice interna, mientras que la trayectoria de las partículas más densas ocurre por las paredes internas de la sección cónica del hidrociclón.
