Centrífuga de discos de laboratorio

La centrífuga de discos es la única forma práctica de clarificar un licor de proceso hasta unos pocos mg/L de sólidos en suspensión a escala de laboratorio y, al mismo tiempo, generar cifras que escalan. El bol gira entre 7.700 y 13.500 rpm, lo que aplica 10.000 a 20.000 veces la gravedad a la alimentación, y el paquete de discos convierte ese bol en el equivalente de varios miles de metros cuadrados de área de sedimentación. Esa equivalencia es el punto: la máquina no es una versión más rápida de un tanque de sedimentación, es un tanque de sedimentación plegado dentro de una caja.

De dónde viene la capacidad

La separación en un paquete de discos se describe por el área equivalente de sedimentación, que se escribe Σ. Para un apilado de discos cónicos el valor es aproximadamente proporcional al número de discos, al cubo del radio exterior y al ángulo del disco, y se expresa en metros cuadrados: un bol de laboratorio de 260 mm llega a los miles, mientras que un bol de producción de 510 mm con un apilado más alto ronda los 80.000 m². El caudal se sigue entonces de la relación clásica entre flujo, Σ y la velocidad de sedimentación de la partícula que se quiere capturar.

Esa relación explica el compromiso que asume todo operador. Trabajar en el techo del rango de capacidad captura solo los sólidos más gruesos; trabajar a la mitad del caudal nominal hace que el mismo bol corte una partícula mucho más fina. Las cifras publicadas para esta clase de máquina dan 50–200 L/h con agua y un líquido clarificado de unos 2 mg/kg con corte de 0,2 µm en servicio de referencia: son dos números de ensayos distintos, y ninguna pasada entrega ambos a la vez.

Qué acepta y qué no

Las centrífugas de discos son clarificadoras, no deshidratadoras. Con sólidos en la alimentación por encima de aproximadamente 3 % en volumen, el bol se convierte en un transportador de lodos y el intervalo de descarga en el cuello de botella; por encima de eso, la máquina correcta es una centrífuga decantadora. El volumen de retención de sólidos de un bol de laboratorio es de 0,6 a 1,5 L, así que la pregunta operativa no es si se llena, sino cada cuánto hay que vaciarlo y si eso se hace abriendo el bol a mano o con una descarga parcial por pistón deslizante en los bastidores mayores.

Donde la máquina se gana su lugar en un diagrama hidrometalúrgico es en los servicios sucios: crud y orgánico arrastrado de una etapa de extracción por solventes, yeso fino que sobrevivió al espesador, finos de grafito o carbón de una lixiviación, y la arcilla coloidal que ciega un filtro prensa. En cada caso la centrífuga de discos produce un licor clarificado lo bastante limpio para la siguiente operación unitaria —resina de intercambio iónico, celda de electroobtención o membrana— sin el coadyuvante de filtración que necesitaría un filtro de placas y marcos.

Qué debe medir una campaña de laboratorio

• Captura de sólidos frente a caudal: correr al menos cuatro caudales y analizar ambas corrientes. Lo que usa el escalamiento es la curva, no el punto único.
• El tamaño de corte a cada caudal, a partir de la distribución granulométrica de los sólidos del rebose: eso dice si la máquina de producción necesita un Σ mayor o una máquina distinta.
• El intervalo de descarga con los sólidos de alimentación previstos, medido y no estimado a partir del volumen de retención.
• Si los sólidos son abrasivos o pegajosos. El yeso y la jarosita se comportan muy distinto en la pared del bol, y esa diferencia decide el material del bol y el intervalo de mantenimiento.

Qué enviar para una cotización

Concentración de sólidos y distribución granulométrica de la alimentación, la claridad objetivo en mg/L, la química del licor (pH, cloruro, contenido de orgánico), la temperatura y si la máquina trabajará por lotes o en continuo. Si el servicio es tratamiento de crud, indíquelo: cambian la especificación de materiales en contacto y de sellos.