Curso de Espesamiento de Filtrado Utech 2013

7/27/2019 Curso de Espesamiento de Filtrado Utech 2013

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CURSO

OPERACIN DE ESPESAMIENTO Y FILTRADO

2013

RELATOR: EDWIN FRANCO YAEZ

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Los mtodos de desaguado se clasifican ampliamente entres grupos:

a) Sedimentacin

b) Filtracinc) Secado trmico

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Espesamiento

La sedimentacin por gravedad o espesamiento es la tcnica

de desaguado que ms se aplica en el procesamiento de

minerales.

Los espesadores pueden ser unidades intermitentes o

continuas. Consisten de tanques de poca profundidad, desde

los cuales se separa el lquido claro, en su parte superior, y lasuspensin espesa, la cual queda en el fondo.

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En una operacin normal el espesador tiene las siguientescuatro zonas de material contenido.

La zona superior, Zona 1, es el agua clara (o lquido) querepresenta el rebalse del espesador (overflow).

En la Zona 2, entra la alimentacin. Esta zona tiene la mismaconsistencia general que la alimentacin.

La Zona 3 contiene la pulpa que est comenzando a

sedimentar y est en transicin hacia la zona de fondo.

La Zona 4 est constituida por pulpa comprimida. Aqu, elpeso de los slidos comprimidos fuerza al agua (o solucin)a salir.

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Las zonas de mayor inters para el operador, son la zonasuperior (agua clara) y la zona de fondo (pulpa espesa).

Estas son zonas de gran importancia porque el espesadorpuede ser operado eficazmente sabiendo las calidades ocondiciones en estas zonas.

El operador puede observar la claridad de la solucin derebalse y puede medir la profundidad del agua clara.


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El operador tambin puede leer la densidad del underflowpor medio del instrumento de medicin de densidad o,puede obtener una muestra del underflow para medicin desu densidad.

Si el lecho de lamas del espesador est fuera de lo normal,puede sondearse con una vara larga para determinar elnivel de lamas en varios puntos en el espesador.


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El Diagrama A muestra un lecho de lamas normal. El overflowest relativamente claro, y los slidos que se descargan por elunderflow estn con la densidad deseada.

Ninguna accin del operador es requerida a estas alturas.

El Diagrama Bmuestra un lecho de lamas poco profundo. Laclaridad del overflow es buena, pero la densidad de la descargaes ms bien baja. En este caso, la tasa de remocin de lamasdebe disminuirse hasta que la densidad de pulpa deseada en ladescarga (underflow) se logre. Entonces, puede reasumirse la

operacin en estado estacionario.

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El Diagrama Cmuestra un lecho de lamas alta.

Este lecho de lamas produce un overflow de poca claridad y a veces

un underflow de alta densidad.

Una preocupacin muy particular es la posibilidad de alto torque en

la rastra, lo que puede llevar a la situacin mostrada en el Diagrama

D.

La tasa de remocin de lamas debe aumentarse inicialmente hasta

obtener la claridad deseada en el overflow y apropiadas lecturas detorque.

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El Diagrama D muestra lechos en forma de islas. Las lecturas detorque son altas debido al alto nivel de lamas en el dimetro exterior

del espesador.

Las lecturas de densidad son bajas porque la alimentacin est en

corto circuito con la descarga.

El lecho de lamas puede estar girando junto con las rastras. Esta

situacin es extrema y requiere correccin inmediata. La alimentacin

al espesador debe cortarse.

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La operacin satisfactoria del espesador como clarificadordepende de la existencia de un derrame lquido claro en lasuperficie.

Si la zona de clarificacin es demasiado superficial, algunas delas partculas ms pequeas escapan en el derrame.


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Aspectos operacionales

Al operar un espesador debe tenerse presente un concepto muyimportante: Los slidos deben ser removido s del espesador

en la m isma propo rcin a la que el los son al imentados en elespesador. Si no se sigue este concepto importante, se produceuna recarga excesiva y daos en el espesador.

Para operar un espesador deben seguirse varios principios deoperacin:

a) No se debe permitir el rebalse de pulpa en la canaleta deoverflow del espesador.


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b) Los slidos que entran al espesador en la pulpa alimentadason removidos como una pulpa espesa a travs de la descargadel espesador (underflow).

c) No se debe permitir que los slidos se acumulen en el

espesador una vez que la densidad de la pulpa de underflowhaya alcanzado el valor de diseo.

d) El espesador se opera para tener la densidad de pulpa deunderflow segn diseo mediante la regulacin del flujo dedescarga de pulpa.


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e) Las partculas ms gruesas de una pulpa tienden a sedimentarrpidamente en un lquido o una pulpa. Una vez que estas partculasms gruesas se depositan en el fondo de un espesador o en lastuberas, tienden a permanecer donde sedimentaron.

Esto puede llevar a problemas de embancamientos de tuberas y a laformacin de lechos de partculas gruesas difciles de remover en losfondos de los espesadores.


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El esfuerzo requerido por las rastras del espesador para mover los

slidos sedimentados en el fondo de ste, puede medirse en el motor

de traccin.

Este esfuerzo se llama to rque.

Cuando entra la pulpa de alimentacin al espesador, las lamastienden a desplazarse por el permetro del espesador antes desedimentar en el fondo.

Las partculas ms gruesas tipo arena, por otro lado, sedimentan enforma casi directa hacia abajo en cuanto entran en el espesador.


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El riesgo de cargar excesivamente el espesador o tapar las tuberas

es mayor durante la partida.

Este problema potencial slo existe durante la partida.

Cuando el funcionamiento del espesador se ha estabilizado, lasarenas gruesas que entran en el espesador se juntan en el fondo con

las lamas que entraron en ste varias horas antes y son arrastradas

por accin de la rastra hacia el centro.

Esto produce una condicin de equilibrio en la que las arenas ylamas estn en la proporcin correcta en la salida del fondo delespesador.


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Toma muchas horas para que un espesador alcance una condicin

de equilibrio.

Uno de los objetivos durante la partida es moler el mineral ms fino

que lo normal a fin de hacer mnima la cantidad de arena gruesa que

entra en el espesador y aumentar al mximo la cantidad de lamasproducidas.

Esto ayuda a evitar que se tapen las lneas y el espesador, hasta que

el espesador haya alcanzado una condicin de equilibrio.


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Es importante no quitar todas las lamas del espesador durante unparada de rutina.

Si algunas lamas quedan en el espesador, ellos ayudarn a lubricar

las arenas gruesas que entran primero en el espesador en la partida.

Para aumentar la tasa de sedimentacin de las partculas slidas en

el espesador, un reactivo llamado floculante, se agrega a la pulpa de

alimentacin del espesador.


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Este reactivo cambia la tensin superficial de las partculas

individuales y las aglomera, produciendo partculas ms grandes

compuestas tanto de partculas gruesas como finas.

Estas nuevas partculas ms grandes formadas recientemente,

sedimentan ms rpidamente y producen un efluente claro a tasasde produccin ms altas.


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Se ha encontrado que el flo cu lante es ms eficaz cu ando es

agregado en pu lpas di lu idas.

La razn por la cual la fl oc u lacin es ms eficaz en

concentraciones ms bajas es po rque hay mejor contacto del

flo cu lante con las partcu las slidas indiv iduales.

La cantidad de floculante requerida es determinada por la claridad

del overflow. Sin embargo, el operador debe aprender a reconocer

ciertos problemas que pueden ser causados por una floculacin

inadecuada.


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El exceso de floculante naturalmente produce costos dereactivos altos:

El alto torque de la rastra y la alta viscosidad de las lamas indican unexceso de floculacin, que puede causar problemas en la descarga yla formacin de islas de slidos en el espesador.

Por otra parte, una baja floculacin puede contribuir a una pobreclaridad en el overflow.


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La mala flocu lacin es un prob lema ser io po rque

puede causar la segregacin de la arena, lo q ue

puede l levar a un torq ue alto d e la rastra.


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Cuando el espesador est operando correctamente y tiene unaprofundidad adecuada de slidos, la densidad del underflow es

alta.

Una densidad alta se puede lograr permitiendo que se acumule

un lecho de pulpa en el espesador. Esto da cierto tiempo a lapulpa para que se compacte y permite que el agua de exceso

percole en el lecho.


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La mayora de los espesadores pueden operar muy cerca de ladensidad mxima del underflow, sin acumular una carga

demasiada alta en el mecanismo de traccin de la rastra.

A medida que la densidad aumenta al mximo absoluto,

normalmente implica que la carga en las rastras es demasiadoaltay que el espesador est acercndose a la sobrecarga.


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Si la densidad de la pulpa es demasiado alta, el flujo de salidade underflow (el flujo de descarga), debe aumentarse para

reducir la cantidad de slidos en el espesador temporalmente.

Si la densidad de la pulpa es muy baja, indica que el lecho de

pulpa es demasiado poco profundo y que el flujo de descargade underflow debe reducirse.


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Un torque alto en el motor de la rastra indica que la densidad dela pulpa est aumentando o que la rastra se est trabando

mecnicamente.

Se activan las alarmas si el torque de la rastra llega a ser alto, y

si se presentan niveles de torque sumamente altos, el motor dela rastra se desconecta por accin de enclavamiento para

prevenir daos.


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Dado que la pulpa de alimentacin entra en el espesador a unaconcentracin de aproximadamente 30 %, debe ser diluida

antes de la floculacin.

Se activan las alarmas si el torque de la rastra llega a ser alto, y

si se presentan niveles de torque sumamente altos, el motor dela rastra se desconecta por accin de enclavamiento para

prevenir daos.


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Tipos de espesadores

a) Espesador continuo

Consiste de un tanque cilndrico, de dimetro que vara de 2 a 200

m y de profundidad entre 1 a 7 m.

La pulpa se alimenta en el centro por un pozo de alimentacin

puesto hasta 1 m bajo la superficie del lquido ( aunque hay

espesadores que su descarga est ms abajo ), para causar la

menor perturbacin posible.

.


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El tanque tiene uno o ms brazos giratorios radiales, desde cadauno de ellos est suspendida una serie de aspas acondicionadas

para arrastrar los slidos asentados hacia la salida central.

En la mayor parte de los espesadores modernos estos brazos se

elevan automticamente.

.


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En los espesadores relativamente pequeos, menores de 45 m de

dimetro, la cabeza de la transmisin generalmente se sostiene

sobre una estructura que atraviesa el tanque.

Generalmente, la descarga se retira desde el vrtice de un cono

localizado en el centro del fondo inclinado.


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.

: espesador con mecanismo soportado con superestructura


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Los filtros de torta pueden ser de presin, vacode tipo continuo o intermitente.

TIPOS Y OPERACIN DE EQUIPOS AUSAR EN LA ETAPA DE FILTRADO


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Filtros de presin

Las mayores velocidades de flujo y el mejor lavado y secado se

obtienen usando presiones ms altas.

La extraccin continua de slidos de la cmara del filtro a

presin puede ser extremadamente difcil y consecuentemente,

aunque existan los filtros de presin continuos, la gran mayora

opera como unidades intermitentes.


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En los filtros de presin, se consigue aplicando una presin

positiva en el extremo de la alimentacin y en los filtros de vaco

aplicando un vaco en la cara posterior del medio filtrante. El

lodo de la alimentacin debe estar a la presin atmosfrica.

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Cada etapa de filtracin, presin de diafragma, lavado del

queque, impulsin de aire, descarga del queque y lavado del

filtro es hecha rpidamente y automticamente.

Los tiempos de ciclos de filtracin son a menudo completados

en menos de diez minutos, en algunos casos hasta en seis

minutos.

La razn de filtracin vara significativamente, en el rango de

200 a 320 kg/m2/hr.

Area de filtracin: 0.8 a 144 m2.

Capacidades hasta 150 toneladas secas/hr por filtro.

Completamente hidrulico; pocas partes mviles.


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Filtros de prensa: son el tipo de filtro de presin que se usacon ms frecuencia.

Se fabrican en dos formas:

Filtros prensa de placa y bastidor

Filtro prensa de placa de retroceso o filtro prensa decmara

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El filtro de prensa de placa y bastidor

Consiste de placas y bastidores colocados alternadamente.El bastidor hueco est separado de la placa por la tela delfiltro.

El filtro prensa se cierra por medio de un tornillo omecanismo de pistn hidrulico y la compresin de la teladel filtro entre las placas y el bastidor ayuda a evitar lasfugas.

Por lo tanto, se forma una cmara hermtica entre cada parde placas.


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El lodo se introduce a los bastidores vacos de la

prensa a travs de un canal continuo formado por los

orificios de las esquinas de las placas y bastidores.

El filtro pasa a travs de la tela y corre hacia placas y

bastidores.


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El filtrado pasa a travs de la tela y corre hacia debajo de las

superficies acanaladas de las placas y sale a travs de un canal

continuo.

La torta permanece en el bastidor y cuando est lleno, la torta

se lava. Entonces se descarga la torta que est en los

bastidores, el filtro prensa se cierra de nuevo y se repite el ciclo.


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filtro de prensa de placa y bastidor

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El filtro de prensa de placa con cavidades

Es similar al tipo de placa y bastidor, excepto por el

hecho de que los elementos del filtro consisten

solamente de placas con cavidades.

Las cmaras del filtro individual se forman entre

placas sucesivas.


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Todas las cmaras se conectan por medio de un hueco

comparativamente grande en el centro de cada placa. La tela

del filtro con un hueco central cubre la placa y el lodo sale por el

canal de entrada.

El filtrado claro que pasa a travs de la tela se extrae por los

agujeros ms pequeos en la placa; gradualmente la torta se

deposita en las cmaras.


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Los filtros de placas con cavidades se usan ms en eltratamiento de lodos con altos contenidos de slidos.

Estos proporcionan una descarga de torta ms fcil que los

filtros prensa de bastidor y placa y son ms apropiados para la

mecanizacin.


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filtro de prensa de placa con cavidades

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La torta es fcilmente removida haciendo retroceder el pistn

neumtico, relajando la presin y separando cada una de las

placas, para permitir que la pasta compactada caiga desde la

cmara.

1- Cerramiento de la prensa: cuando el filtro esta totalmentevaco, la cabeza movible que es activado por el sistema

hidrulico-neumtico cierra las placas.

La presin de cerramiento es autorregulada mediante lafiltracin.


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2- Rellenado: Durante esta fase corta la cmara se llena con lodospara su filtracin.

El tiempo de relleno depende del flujo de la bomba dealimentacin.

Para lodo con gran capacidad de filtracin es mejor rellenar el filtrorpidamente para evitar la formacin de una pasta en la cmaraprimaria antes de que se haya rellenado del todo.


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3- Filtracin: Una vez rellenada la cmara, la llegada de maneracontinua de lodo a tratar para ser desaguado provoca un aumentode la presin debido a la formacin de una capa espesa de lodoen las membranas.

Esta fase de filtracin puede reducirse de manera manual,

mediante un temporizador o un indicador del flujo que activa unaalarma de parada cuando se alcanza el final de la capacidad defiltracin.


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Cuando se ha parado la bomba de filtracin, los circuitos defiltracin y ductos centrales, que estn todava rellenos de lodo seles aplica aire comprimido para su purgado.

Apertura del filtro: La cabeza movible se retira para desarmar laprimera cmara de filtracin.

La pasta cae por su propio peso. Un sistema mecanizado tira delas placas una por unas. La velocidad en la separacin de lasplacas puede ajustarse teniendo en cuenta la textura de la pasta.


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Capacidad de filtracin

La capacidad de produccin de un filtro de prensa es de entre1.5 y 10 kg de slidos por m2 de superficie de filtracin. paracada modelo de filtro de prensa el volumen de la cmara y la

superficie de filtracin depende del nmero de placas del filtro.

En trminos prcticos el tiempo de prensado es menor de cuatrohoras.

La filtracin depende de:

- espesamiento de la pasta- concentracin de lodo- resistencia especfica- coeficiente de compresibilidad.


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El medio filtrante

Muchas veces la seleccin del medio filtrante es la consideracin ms

importante que asegura la operacin eficiente de un filtro.

Generalmente, su funcin es actuar como soporte de la torta del filtro,

en tanto que las capas iniciales de la torta proporcionan el verdaderofiltro.

El medio filtrante debe ser mecnicamente fuerte, resistente a lacorrosin y ofrecer tan poca resistencia al flujo del filtrado como sea

posible.


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Los medios filtrantes se producen de: algodn, lana, lino, nylon, seda,

fibra de vidrio, carbn poroso, metales, rayn ( seda artificial ) y otrosmateriales sintticos.

Las telas de algodn son el tipo ms comn de medio filtrante,principalmente, por su bajo costo inicial y la existencia de una ampliavariedad de tejidos. Dichas telas se usan para filtrar slidos tan finoscomo 10 m.


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Los floculantes son productos qumicos diseados para que las

partculas finas en suspensin se aglomeren en partculas msgrandes.

Los slidos aglomerados, llamados flculos, sedimentan msrpidamente que las partculas originales.

El agua desde la cual los slidos sedimentan queda clarificada; y yano contiene partculas demasiado finas para sedimentar.

TIPOS DE REACTIVOS USADOS ENEL ESPESAMIENTO Y FILTRADO

Y DOSIFICACIONES


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Los floculantes son polmeros (cadenas de molculas unidas) que

enredan a las partculas finas de slidos suspendidos en sus redes yproducen la formacin de flculos.

Para mejorar la dispersin, se agrega floculante en una solucin muy

diluida, tpicamente menor que un dcimo del diez por ciento disuelto

en agua.

Es necesario asegurar que permanezca lo ms seco posible hasta que

sea mezclado con agua.


Y DOSIFICACIONES


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Aunque la adicin de floculante al espesador es la variable ms

importante para alcanzar una alta descarga de slidos, la sobrefloculacin puede producir serios problemas en el espesador.

La sobre-floculacin ocurre cuando las partculas de flculos seagrandan tanto que atrapan agua. El resultado es una pulpa sobrefloculada con una densidad de pulpa baja que no sedimenta bien.

Una sobre floculacin extrema puede provocar una rpida

sedimentacin de los slidos que conduciran a la formacin de un

lecho de slidos similar a una rosca gelatinosa.


Y DOSIFICACIONES

Esto da finalmente como resultado un altotorque de la rastra y la obstruccin del

espesador.


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Una baja densidad del underflow del espesador est generalmente

acompaada por un bajo flujo de masa desde el espesador, juntocon el aumento del inventario del lecho del espesador.

Esto resulta en un aumento en el nivel de la interfase o en unincremento del torque de las rastras.


Y DOSIFICACIONES


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Se puede sealar que los floculantes aninicos tienendosificaciones normales entre 2.5 a 50 g/t de concentrado.

Los floculantes no inicos se preparan en dosificaciones entre

1 a 50 g/t y en filtracin entre 5 a 250 g/t.

Los floculantes catinicos se aplican en dosificaciones entre

25 a 250 g/t.


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Tasa de filtrado

La tasa de filtrado est dada en un filtro de presinpor los kilos por hora de concentrado semiseco porel rea de filtrado, lo que se expresa en k/h/m2.


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CORTADOR DEMUESTRA 1 Y 2

350-SA-01

CELDASROUGHER

350-CF-(07-14)

PROCEDIMIENTO PLANTA FLOTACION LINEA 1

CELDASSCAVENGER

350-CF-(15-20)350-CF-(21-26)350-CF-(27-32)

SUMIDERO DEIMPULSIN

CICLONDESARENADORO REMOLIENDA

250-CS-08

CELDASCLEANER

350-CF-(01-06)

RECLEANER (CELDACOLUMNAR)

350-CF-33

ESPESADOR450-EP-01

SUMIDERO DEIMPULSIN

RELAVE

Colas recleaner

Colas de cleaner


350-SA-03


350-SA-02

ESPESADOR

CONCENTRADOPLANTA 2400-EP-02

FILTRO450-FI-01

REL2

TRANQUE

Agua recuperada

CANCHACONCENTRADO

Agua

HIDROCICLONES250-CS-01250-CS-07250-CS-03

MOLINO 2250-ML-02

BOMBA250-PP-02

HIDROCICLON250-CS-02

Colas

70

250-CP-01


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Bombas

Derrames

Sala CompresorCompresor GA55 VSD FF

Espesador Hoesch

Estanque Pulmn

Filtro Hoesch

450-EP-01

450-FL-01

50

51

52

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65

68 69

67

54

62

71

A Tranque

A Planta N 2

53

Concentrado Planta 2

ConcentradoPlanta1

AEspesadorSiemensPlanta2

APozosPlanta1

A Pozos Planta 1

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Filtro Siemens Espesador de 18 Pies

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MOLINO 5

200-ML-05

BOMBAS (2)

200-PP-O5A y 05B

HIDROCICLONES (3)

200-CS-05

HIDROCICLONES (2)

310-CS-1

ESTANQUE

ACONDICIONADOR ROUGHER310-TK-01

PROCEDIMIENTO PLANTA FLOTACION LINEA 2

ROUGER

310-CF-(01-06)

ROUGHER SCAVENGER

310-CF-(16-21)

ESPESADORES

RELAVE

RELAVES

(Socorro 6 o

Humo Corral)

FILTRO

450-FI-01

CELDAS CLEANER

(4) WENCO

310-CF- (07-10)

SCAVENGER-CLEANER

(4) WENCO

310-CF-(12-15)

RECLEANER

(CELDA COLUMNAR)

310-CF-11

ESPESADOR

CONCENTRADO

400-EP-02

(Recuperacin de agua)

RESERVORIO

CORTADOR DE

MUESTRA 1 y 2

310-SA-01

CORTADOR DE

MUESTRA 1 Y 2

310-SA-02

CORTADOR DE

MUESTRA 1 y 2

310-SA-03

REL2

ESPESADOR

450-EP-01

PLANTA 1

CELDAC

OLUMNAR

350-

CF-33

PLA

NTA1

AGUA

AGUARECUPERADA

CANCHA

CONCENTRADO

AGUA RECUPERADA

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Espesador y Filtro Siemens

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Curso de Espesamiento de Filtrado Utech 2013

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