Concentradores de minerales y procesamiento de minerales

¿Cómo se decide cuando una válvula o bomba no es ideal y dificulta las operaciones? La decisión de cambiar es a menudo difícil y costosa de tomar. Sin embargo, la decisión de no hacer un cambio puede ser más costosa debido a los altos gastos operativos. En cada tubería, hay muchas opciones. En determinadas circunstancias, la decisión se toma confiando en el vendedor local que ha brindado soporte y soluciones en el pasado. Puede que el producto no sea la mejor tecnología, pero ofrecen soporte, ayudan a resolver problemas y ponen en marcha el proceso.

Este artículo ayudará a mostrar lo costosa que una mala selección de válvulas o bombas puede resultar en gastos operativos masivos. En algún momento, toda operación toma la decisión de que lo que se está haciendo no tiene sentido económico y operativo. Esas decisiones son difíciles y requieren inversión.

En un caso, una instalación de procesamiento de minerales seleccionó una marca de válvulas de manguito para manejar una lechada de minerales donde las válvulas se activaban y desactivaban cada 45 segundos. Tenían dos plantas de procesamiento y, entre las dos operaciones, habían instalado 156 válvulas de manguito pequeñas.

Las válvulas requerían un mantenimiento regular y los manguitos de goma se reemplazaban cada cuatro meses. Las dos plantas pidieron ayuda al fabricante para extender la vida útil de las fundas de caucho. Algunas de las recomendaciones del fabricante fueron cambiar el material de goma, capacitar a la gente para cambiar las mangas de goma y cambiar la clasificación de presión de las válvulas.

A pesar de que la presión de funcionamiento era de solo 60 libras por pulgada cuadrada manométrica (psig) y la lechada tenía un 40 % de sólidos, el fabricante recomendó manguitos de caucho con una clasificación de presión más alta. A pesar de varias visitas del fabricante, no se avanzó mucho en tres años para extender la vida útil del manguito de la válvula.

Después de lidiar con esto, estas instalaciones de procesamiento buscaron mejores alternativas. La válvula de prueba de un fabricante diferente funcionó continuamente durante dos años sin un solo cambio de manguito de goma y sin mantenimiento.

Después de eso, la planta comenzó a reemplazar las válvulas de manguito defectuosas con la nueva marca con el mismo éxito. En sus dos plantas, reemplazaron 156 válvulas. La vida útil promedio informada por la planta para la mejor válvula de manguito fue de 27 meses antes de que la válvula requiriera reparación.

Algunas ventajas de las válvulas de manguito son:

Las válvulas de manguito son estructuras simples con tres componentes principales: el manguito de la válvula de manguito, el cuerpo de la válvula y el método de actuación.

Las válvulas de manguito son dispositivos simples que dependen del caucho para proporcionar la vida útil de una válvula y pueden repararse fácil y rápidamente. Desafortunadamente, la calidad y el rendimiento de la goma pueden variar de una marca a otra.

Algunos de los compuestos de caucho que pueden estar disponibles en manguitos de válvulas de manguito son caucho natural (NR), caucho de estireno butadieno (SBR), caucho de estireno butadieno de alta temperatura (SBRT), caucho de monómero de etileno propileno dieno (EPDM), caucho de nitrilo (NBR) , caucho de nitrilo hidrogenado (HNBR), caucho de neopreno (CR), caucho de butilo (IIR), caucho fluorado o Viton (FPM), caucho de polietileno clorosulfonado (CSM) y algunas versiones de poliuretano (PU). Cada uno de los materiales de caucho y poliuretano mencionados anteriormente puede manejar lodos abrasivos con alto contenido de sólidos, pero ciertos compuestos de caucho son mejores para manejar diversos productos químicos. En algunos casos, frente a productos químicos agresivos, una válvula de manguito puede ser una mejor opción que las válvulas metálicas de materiales exóticos.

Una vez más, tenga en cuenta que con las válvulas de manguito, el manguito de goma es el único componente en contacto con el medio. Esto significa que el cuerpo de la válvula no tiene que estar necesariamente hecho de aleaciones exóticas. SBR, SBRT, NR y PU son buenos contra medios abrasivos. EPDM y FPM son ideales para ácidos fuertes y de fuerza media (verifique con el fabricante para obtener la mejor recomendación). NBR y HNBR son ideales para aceites, grasas y betún. CR, CSM e IIR tienen medios específicos en los que son resistentes.

Al igual que las válvulas de manguito, la fabricación de caucho tiene un impacto en la vida útil de las mangueras de las bombas peristálticas. El peristaltismo deriva de un término médico que se refiere a cómo la constricción y la relajación de un canal pueden crear movimientos ondulatorios que empujan el contenido del canal hacia adelante.

El principio de funcionamiento de la bomba peristáltica se basa en esta misma compresión de una manguera de goma. Cuando el mecanismo de compresión se quita o se mueve hacia adelante, la manguera de goma sin comprimir rebota y vuelve a la posición abierta. Esta reapertura de la manguera de goma atrae material nuevo debido a la succión creada y el proceso comienza de nuevo.

Las bombas peristálticas tienen los siguientes atributos positivos:

Algunos de los puntos anteriores son importantes para los usuarios. Por ejemplo, si se bombean floculantes, reactivos o polímeros, la bomba peristáltica no cortará el medio como ciertos tipos de bombas, que a menudo pueden reducir el consumo de productos químicos. Además, ocurren accidentes y, a veces, las bombas se dejan funcionar en seco.

Con ciertos estilos de bombas, esto significa desastres y reparaciones costosas. Una bomba peristáltica puede funcionar en seco durante largos períodos sin dañar la bomba. Es posible que no sea posible obtener agua limpia para sellos de prensaestopas en entornos mineros, lo que, en períodos de tiempo más breves, puede conducir a la destrucción de costosos sellos de prensaestopas. Las bombas peristálticas no tienen prensaestopas. Cuando se detiene, una bomba peristáltica obstruye el flujo por completo, mientras que otras bombas pueden tener fugas cuando se detiene y deshidratar la pulpa aguas arriba. Finalmente, ciertos tipos de bombas centrífugas son excelentes para bombear sólidos. Sin embargo, cuando el contenido de sólidos comienza a subir por encima del 35 %, aumenta la tasa de desgaste del revestimiento, los impulsores y otras partes expuestas. Por lo tanto, una bomba centrífuga que funciona bien con un 35 % de sólidos puede tener de dos a tres veces los costos de reparación cuando el contenido de sólidos aumenta al 50 % o al 55 %. Por el contrario, una bomba peristáltica tendrá índices de desgaste y programas de reparación similares, ya sea que la bomba esté bombeando 35 % de sólidos o 80 % de sólidos.

Una manguera de caucho de calidad es vital para la vida útil de una bomba peristáltica, pero el método de cierre mecánico de la manguera de caucho también afecta el rendimiento y la vida útil de la manguera. El principal factor determinante de la duración de una manguera en una bomba peristáltica es cuántas veces se comprime la manguera. Existe una idea errónea común de que la abrasividad del lodo o el porcentaje de sólidos determina la vida útil de la manguera. Generalmente, es cuántas compresiones se aplican a la manguera. Otro factor importante es qué tan caliente se pone la manguera debido a la acción de compresión y la temperatura media dentro de la manguera. A medida que aumentan las temperaturas de la manguera debido al método de compresión y la temperatura del medio, la vida útil de la manguera puede reducirse diez veces cuando alcanza la temperatura nominal de la manguera.

Existen tres tipos de métodos de compresión en las bombas peristálticas actuales. Uno involucra dos protuberancias o zapatas de metal que giran en 360 grados para comprimir la manguera. Las bombas de manguera con diseño de zapata generan fricción y calor durante el proceso de compresión. Por esta razón, las velocidades de rotación de la bomba de zapata deben mantenerse en una rotación lenta por minuto (rpm), y la carcasa de la bomba debe llenarse con una gran cantidad de glicerina para ayudar a disipar el calor que creará la acción de frotar.

La segunda opción es aquella que incorpora dos rodillos para comprimir la manguera de goma. Este estilo no genera el calor de las zapatas que frotan, lo que probablemente aumentará la vida útil de la manguera, especialmente a velocidades de flujo más altas y rpm más altas. Además, este diseño no requiere grandes cantidades de glicerina para ayudar a disipar el calor. La vida útil de la manguera de goma y los gastos operativos deben ser menores que los de un diseño de zapata si todo el conjunto está compuesto por componentes y construcción de alta calidad.

La tercera opción es la más nueva e incorpora un eje excéntrico y un rodillo resistente que rueda sobre la manguera una vez cada rotación de 360 ​​grados. Este diseño elimina una compresión en cada rotación. Dado que el número de compresiones de la manguera es el principal factor determinante en la vida útil de la manguera, este diseño tendrá aproximadamente el doble de vida útil de la manguera que las opciones alternativas anteriores.

Esto también se debe a que el diseño prácticamente no genera calor. Este estilo también requiere solo una pequeña cantidad de glicerina para una ligera lubricación de la manguera de goma.

Las bombas peristálticas con diseño de zapata limitan su velocidad de operación debido al calor que generan en el diseño de compresión. La acción de frotamiento genera una acumulación de calor, por lo que no se pueden hacer funcionar a rpm más altas. Por esta razón, si usa una bomba de zapato, los usuarios pueden verse obligados a usar una bomba más grande que puede funcionar más lentamente para eliminar el calor.

Los diseños de rodillos dobles o rodillos simples excéntricos pueden funcionar a mayores rpm y no generar este calor. Por ejemplo, una bomba con diseño de zapata de 4 pulgadas puede tener un caudal máximo de 200 galones por minuto (gpm) si la bomba funciona continuamente. Sin embargo, los diseños de rodillos dobles o rodillos simples excéntricos pueden producir 440 galones por minuto cuando funcionan continuamente.

En la mayoría de los casos que involucran bombas peristálticas de mayor diámetro, se puede usar un tamaño más pequeño por menos costo cuando se compara un diseño rodante con un diseño de zapata. Por lo tanto, si la tasa de flujo requerida es de 150 gpm de forma continua, es probable que requiera una bomba de diseño de zapata de 4 pulgadas, mientras que un diseño de compresión simple con rodamiento excéntrico puede producir de manera confiable 150 gpm de forma continua con una bomba peristáltica de 3 pulgadas.

La tecnología y la capacidad del caucho han mejorado en los últimos 20 a 25 años. Existen numerosas mezclas en casi todos los tipos de materiales de caucho. Las válvulas de manguito y las bombas peristálticas ofrecen productos más fiables y duraderos gracias a estos avances.

El caucho también puede combatir materiales abrasivos y ciertas mezclas de caucho son ideales para productos químicos agresivos. El uso de bombas y válvulas de caucho en lugar de de aleación puede proporcionar un servicio duradero, así como un impresionante ahorro de costos para las bombas y válvulas de aleación. Con las bombas peristálticas, el método de compresión puede desempeñar un papel importante en los gastos operativos.

Tenga en cuenta que el costo de la bomba generalmente es solo alrededor de 1/10 del costo total de la bomba durante un período de 7 años. El 90% del costo total de propiedad de la bomba proviene de los próximos siete años de gastos operativos. Un diseño de rodillo único excéntrico proporcionará de dos a cinco veces la vida útil de una manguera en comparación con otros diseños de compresión, y estos ahorros en costos operativos pueden ser enormes.

Todd Loudin es jefe de negocios de Flowrox en Valmet Flow Control, jefe de ventas y servicio en América del Norte y del Sur y jefe de minería y metales en Valmet Flow Control. Puede comunicarse con él en [email protected]. Para obtener más información, visite valmet.com.