Este es un hidrociclón. Separa sólidos de líquidos, sólidos de sólidos o incluso líquidos de gases. El principio es bastante simple. Un lodo entra por la tubería de entrada. La fuerza centrífuga atrae los materiales grandes hacia los lados y la gravedad los deja caer por la tubería de salida. El vórtice en el centro levanta los materiales más pequeños y ligeros por la tubería de salida superior.
Las minas utilizan hidrociclones en nidos para separar las partículas de arena de los líquidos en un lodo. Si las partículas de arena se vuelven demasiado grandes, el ciclón se obstruye. Un ciclón obstruido representa un riesgo para la seguridad y provoca daños a los activos y pérdida de producción. Los componentes principales de cada centrífuga dentro del nido se pueden ver en la Figura 1. Los componentes clave incluyen:
La mina Antapaccay en Perú utiliza un grupo de seis hidrociclones centrífugos como parte de su proceso de separación de minerales.
Cuando los hidrociclones se agrupan de esta manera, se denominan nidos.
Un problema constante de confiabilidad que enfrenta la mina Antapaccay con sus nidos es el lijado y los bloqueos, lo que provoca un desgaste excesivo de las centrífugas y sus componentes, así como interrupciones en la producción.
El lijado se debe al aumento del tamaño de las partículas granulares.
Los bloqueos se producen cuando el tamaño de las partículas aumenta aún más. Esto puede provocar picos de presión que pueden generar problemas de seguridad para los operadores, pérdida de producción y daños en los equipos.
Figura 1: Componentes del hidrociclón
Una solución de monitoreo permanente para prevenir el lijado y las obstrucciones
El sistema Vigilant de SDT Ultrasound Solutions es una solución multicanal de monitoreo de condiciones en línea que combina sensores de ultrasonido y vibración para el monitoreo permanente de activos críticos. Vigilant responde a la necesidad de contar con alertas anticipadas sobre fallas críticas de activos en áreas remotas o de difícil acceso. El Vigilant está diseñado para proporcionar a los equipos de confiabilidad retroalimentación continua sobre el estado de los activos más críticos de su fábrica. Combina datos de las dos disciplinas más relevantes para el monitoreo del estado de los activos (ultrasonido y vibración) para brindar información avanzada sobre posibles fallas de la máquina.
Proceso e inspección de separación de minerales
El proceso comienza cuando la pulpa ingresa por la entrada de alimentación. A continuación, comienza la ciclación en la cámara de alimentación. Las partículas más pesadas se desplazan hacia las paredes exteriores y el ápice. Esto se conoce como flujo inferior. Las partículas más ligeras permanecen cerca del centro del cono y son transportadas por el vórtice, que se denomina flujo superior.
El proceso de inspección para este problema de confiabilidad fue muy sencillo gracias a un sistema de monitoreo permanente. Los técnicos de SDT primero conectaron un sensor RS2T a cada uno de los seis hidrociclones. Luego, utilizamos las señales ultrasónicas producidas durante el proceso de ciclonado para determinar si se estaba produciendo alguno de los siguientes problemas:
Estos problemas se pueden ilustrar con más detalle en la Figura 2.
El ultrasonido permite identificar fácilmente estos modos de falla, ya que la fricción y el impacto se pueden monitorear de cerca y analizar con los sensores resonantes y el software avanzado de SDT.
Incluso cuando los hidrociclones funcionan correctamente, se produce una gran cantidad de ultrasonido por la fricción entre los minerales y contra las paredes de las tuberías. Estos niveles de ultrasonido simplemente aumentan cuando se produce lijado.
Figura 2: Condición normal, de lijado y de obstrucción y sus señales de ultrasonido
Realizamos pruebas preliminares para garantizar el funcionamiento de la instalación y el monitoreo permanente. Los resultados se pueden ver en la Figura 3 a continuación.
Probamos nuestros sensores y la solución de monitoreo permanente de condición con las diferentes granularidades de minerales que probablemente pasarían por este hidrociclón.
En conclusión, pudimos determinar que el ultrasonido pudo detectar tanto el lijado como la obstrucción en los nidos de hidrociclones de esta mina. Pudimos determinar si los hidrociclones funcionaban correctamente de forma no invasiva. La instalación no fue difícil y el monitoreo del activo desde el punto de vista de mantenimiento y confiabilidad.
