Unidad de lavado por decantación en contracorriente (CCD) a escala de banco

La decantación en contracorriente parece sencilla en un diagrama: una fila de espesadores, agua de lavado que entra por la cola y solución con metal que sale por la cabeza. En la práctica, la economía de un circuito CCD depende de detalles que ninguna ficha genérica puede dar: a qué velocidad sedimenta su pulpa, cuánta agua de lavado justifica la recuperación adicional y en qué punto el floculante deja de pagarse solo. Esta unidad de banco existe para responder esas preguntas con su propio residuo de lixiviación.

Por qué el dato de sedimentación debe venir de un tren de lavado

Un ensayo de sedimentación en vaso da una velocidad a una densidad de pulpa. Un circuito CCD es una cadena de esos eventos, cada etapa alimentando a la siguiente con un licor algo distinto, y la eficiencia de lavado se compone o se derrumba a lo largo de la cadena. Los tres espesadores transparentes de PMMA, de fondo cónico, 200–300 mm de diámetro y 600–900 mm de altura, con 10–30 L de volumen útil por etapa, están conectados como una cascada real: la solución preñada rebosa hacia adelante mientras el licor de lavado y los sólidos lavados se mueven en sentido contrario, igual que en un tren industrial. Como los recipientes son claros, la interfase de sedimentación se ve formarse, compactarse y migrar en cada etapa, y se lee directamente contra la escala moldeada en la pared.

Qué reproduce cada etapa del tren

• Número de etapas: tres etapas de lavado como estándar, con configuración de cuatro o cinco etapas disponible cuando el estudio de diagrama exige más profundidad de lavado.
• Alimentación y trasvase: bombas peristálticas de 0 a 20 L/h por etapa, sin escalones, con rebose por gravedad entre recipientes, de modo que el tiempo de residencia lo fija el caudal y no una suposición.
• Rastrillado: cada etapa lleva un motoreductor de frecuencia variable montado arriba que mueve el rastrillo a 0.2–2 rpm, un rango deliberadamente amplio porque la velocidad correcta para sus sólidos se confirma con ensayos.
• Floculante: bomba peristáltica dosificadora opcional de 0–2 L/h con cámara de mezcla en línea, para encontrar la dosis en la que se forman flóculos sin romperse en el trasvase.
• Relación de lavado: ajustable de 0.5 a 3 toneladas de agua por tonelada de sólido seco, un intervalo cuyo punto útil también se confirma con ensayos.
• Muestreo: válvulas de muestreo de tapón de PTFE en cada etapa, para cerrar los balances de masa de sólido y de solución etapa por etapa.

Servicios para los que está pensado el tren

El trabajo típico incluye el lavado de residuos de lixiviación ácida —residuo de lixiviación de zinc, pulpas de retratamiento de relaves de oro, residuos de lixiviación de óxidos de cobre— donde las pérdidas solubles de cobre, zinc, cobalto o níquel en la cola de lavado son la diferencia entre un diagrama rentable y uno marginal. También es el instrumento de dimensionamiento detrás de la selección de equipos de separación sólido-líquido: el flujo de sedimentación, la densidad del descargado y la demanda de agua de lavado que se miden aquí alimentan directamente el cálculo del área de espesador y del número de etapas.

Límites químicos de las partes húmedas

El bastidor y la tubería son de acero inoxidable 304, mientras que los componentes húmedos son PMMA, PP, PTFE y 316L, con materiales de válvulas y accesorios seleccionables según la química de la pulpa. La unidad está clasificada para ácido sulfúrico hasta 150 g/L. Los sistemas libres de fluoruro y de cloruro se cubren de serie; el servicio con fluoruro o cloruro exige materiales mejorados y debe advertirse antes de pedir, no descubrirse en el banco.

Preguntas frecuentes

¿Cómo se decide entre tres y cinco etapas de lavado?

Se corre primero la misma pulpa en el tren estándar de tres etapas y se construye la curva de pérdida soluble. Si a la tercera etapa la curva sigue cayendo con fuerza, una configuración de cuatro o cinco etapas suele pagarse con la recuperación de metal; si se aplana temprano, más etapas solo añaden agua de lavado y superficie ocupada.

¿Se puede operar sin floculante para ver el comportamiento bruto?

Sí, y por eso la bomba dosificadora es opcional: primero se establece la línea base sin floculante y después se añade en incrementos medidos para cuantificar qué aporta realmente en velocidad de sedimentación y eficiencia de lavado.