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Director: Ing. José Luis Graffe joselg@ferrominera.com

Año VII No 33 / Edición: Junio 2018 Ferrominera Orinoco Depósito Legal No: ppi2012BO4212 ISSN: 2343-5569 (Internet)

Editor: Lcdo. Siullman Carmona siullmanc@ferrominera.com

Contenido Editorial

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Sección I+D+i

4-38

El versátil OBM (Metálico a Base de Mineral). Parte 2. Cómo recuperar lo que usted invirtió….Una guía para el mantenimiento del valor del HRD.

5

Estudio de la influencia de dilución de pulpa en la etapa de filtrado a escala laboratorio sobre los parámetros técnicos óptimos del densificante nacional en la Planta Piloto de Ferrominera Orinoco.

Asistente Editorial: Ing. Luis Vargas luisv@ferrominera.com Comité Técnico: Ing. Luis Vargas Lcdo. Siullman Carmona Ing. Daniel Tovar Geól. Alba Hernández Inga. Francelys Barreto Comité de Redacción: Abg. Edgnerys Sánchez

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Sección Eventos Sobre Ciencia, Tecnología e Innovación (CTI)

39-41

Sección Efemérides (CTI)

42-46

Gestión Informativa: Abg. Edgnerys Sánchez T.S.U Damelys Acevedo T.S.U. Freddy Rodríguez Lcda. Francis Lezama Diagramación: Lcdo. Siullman Carmona Diseño Gráfico de Portada: Br. Gabriel Morales Lcdo. Héctor Rodríguez Foto: “Planta de Briquetas Ferrominera Orinoco” Fuente: Archivo FMO, http://www.brandquarterly.com/biganalytics-automation-evolution-big-data

Contacto: +58 286 930.57.78 siullmanc@ferrominera.com

https://issuu.com/mundoferrosiderurgico mundoferrosiderurgico@gmail.com @Ferrosiderurgic Mund Ferrosiderúrgico


REVISTA MUNDO FERROSIDERÚRGICO • AÑO VII • NÚMERO 33• JUNIO DE 2018

EDITORIAL Edición No. 33 Junio 2018

C

omenzamos esta edición No 33 de la Revista Mundo Ferrosiderúrgico, ofreciendo disculpas a nuestros asiduos lectores, ya que las ediciones pautadas para los meses de febrero y abril del presente año, no fueron publicadas por problemas técnicos del proceso editorial. Sin embargo, durante este tiempo se realizó un estudio para realizar un arriesgado giro en la imagen en nuestra portada de una forma radical, para de esta forma continuar en la mejora continua de nuestra publicación, para adaptarnos a los estándares de diseño mundial…aspiramos sea de su agrado!!! En esta edición, se presenta en primer lugar, la segunda parte del artículo titulado “El versátil OBM (Metálico a Base de Mineral). Cómo recuperar lo que usted invirtió….Una guía para el mantenimiento del valor del HRD, traducción del artículo original en inglés publicado en la prestigiosa revista de DIRECT FROM MIDREX 3rd Qt 2016, escrito por Christopher Ravenscroft, Robert Hunter y Frank Griscom, a quienes les agradecemos una vez más su confianza en nuestra publicación, para divulgar tan excelente y educativo escrito a nuestros lectores de habla hispana, en donde se detallan los aspectos más relevantes de los productos y subproductos del proceso de reducción directa una vez obtenidos, en lo que respecta a su almacenamiento, manejo y transporte. El segundo artículo de esta edición N° 33 se titula “Estudio de la influencia de dilución de pulpa en la etapa de filtrado a escala laboratorio sobre los parámetros técnicos óptimos del densificante nacional en la Planta Piloto de Ferrominera Orinoco”. Un excelente trabajo de investigación ejecutado en el Departamento de Procesos Mineralúrgicos, perteneciente al Centro de Investigación y Gestión del Conocimiento de Ferrominera Orinoco, de la mano de la destacada autora y cabeza del mencionado departamento, Ingeniera Osiris Moreno, en conjunto con la Universidad Nacional Experimental Politécnica "Antonio José de Sucre" (UNEXPO), como trabajo para optar al título del ahora Ingeniero Metalúrgico Luis Marsiglia, bajo la tutoría del Prof. Oswaldo Tirado. Lo que más destaca del artículo, es el tratamiento estadístico. La estadística como ciencia tiene una importancia fundamental en el conocimiento, ya que su

utilidad práctica nos permite comprender fenómenos que abarcan desde las ciencias exactas, hasta las sociales. Para la investigación científica es sin duda una herramienta de altísima importancia, y prácticamente es necesaria en cualquier estudio que se realice. En este artículo además de presentar un avance más en la optimización del proceso para la obtención de un densificante nacional de base hematítica, para los lodos de perforación de la industria petrolera, se muestra un interesante uso de los software estadísticos para el diseño experimental, en donde se destaca principalmente el hecho de permitir al investigador, determinar los efectos individuales o principales de cada factor y determinar si existe alguna interrelación entre los factores, así como la solidez de los resultados en base a un tratamiento estadístico que le da mayor objetividad al estudio. SERVICIOS DEL CIGC FERROMINERA ORINOCO:  Caracterización metalúrgica, mineralógica de minerales.

física,

química

y

 Estudios sobre la concentrabilidad de minerales.  Evaluación de nuevas técnicas, equipos y procesos sobre la caracterización y beneficio de minerales.  Estudios de investigación de beneficio a nivel de laboratorio y a nivel de planta piloto de mineral de hierro y otros minerales.  Diseño y desarrollo de diagramas de flujo para procesar y beneficiar minerales ferrosos y no ferrosos.  Estudios de factibilidad técnica de plantas de beneficiamiento mediante pruebas en laboratorio y planta.  Prospección de yacimientos utilizando métodos no tradicionales (imágenes de sensores remotos, geofísica, geoquímica, entre otros).  Elaboración de programas de reconocimiento geológico de superficie en distintas escalas.  Manejo y análisis de datos para el uso de los programas informáticos aplicados a: Map Info, Medsystem, Encom Discover, Er Mapper, etc.  Evaluación de recursos y/o reservas de yacimientos.

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I+D+i

Torre del Reloj de la UCV, monumento tipo campanario que se localiza a un lado de la plaza del rectorado de la Universidad Central de Venezuela en la Ciudad Universitaria de Caracas. Diseño del arquitecto venezolano Carlos Raúl Villanueva en un trabajo conjunto con el ingeniero Juan Otaola Paván. Es una torre de 25 m, construida en 1953. Sus tres bases simbolizan el arte, la arquitectura y la academia. Como parte de la Ciudad Universitaria es patrimonio mundial de la humanidad desde el año 2000. Es un ícono de la academia y las ciencias en Venezuela.

EL VERSÁTIL OBM (METÁLICO A BASE DE MINERAL). Parte 2. Cómo recuperar lo que usted invirtió….Una guía para el mantenimiento del valor del HRD. (pág. 5) Por: Ravenscroft, Christopher; Hunter, Robert y Griscom, Frank (Revista DIRECT FROM MIDREX 3rd Qt 2016) Traducción: Vargas, Luis; Carmona, Siullman ESTUDIO DE LA INFLUENCIA DE DILUCIÓN DE PULPA EN LA ETAPA DE FILTRADO A ESCALA LABORATORIO SOBRE LOS PARÁMETROS TÉCNICOS ÓPTIMOS DEL DENSIFICANTE NACIONAL EN LA PLANTA PILOTO DE FERROMINERA ORINOCO. (pág. 16) Por: Moreno, Osiris; Marsiglia, Luis; Tirado, Oswaldo

En esta sección presentamos los desarrollos, innovaciones e investigaciones del know how plasmado en papel de los trabajadores de Ferrominera Orinoco, empresas hermanas de la Corporación Siderúrgica de Venezuela, Academia entre otros, en pro de las mejoras de los procesos operativos y administrativos de la Industria del Hierro y el Acero.


EL VERSÁTIL* OBM** (METÁLICO A BASE DE MINERAL). Parte 2. Cómo recuperar lo que usted invirtió….Una guía para el mantenimiento del valor del HRD.

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ARTÍCULO: EL VERSÁTIL* OBM** (METÁLICO A BASE DE MINERAL). Parte 2. Cómo recuperar lo que usted invirtió….Una guía para el mantenimiento del valor del HRD. Artículo publicado en la Revista DIRECT FROM MIDREX 3rd Qt 2016 Por: Ravenscroft, Christopher; Hunter, Robert y Griscom, Frank. Traducción: Luis Vargas, Siullman Carmona

(*VERSÁTIL: capaz de adaptarse o ser adaptado a distintas funciones o actividades) (**OBM por sus siglas inglés Ore-Based Metallic) Nota del Editor (del artículo en inglés): Este es el segundo de una serie de artículos diseñados para aclarar algo de la confusión acerca del hierro de reducción directa en el nuevo actor y tal vez ampliar lo que el de mayor experiencia entiende. La Parte 1 de esta serie [1er cuatrimestre del 2016] inició con lo básico: qué es la reducción directa y qué es el hierro de reducción directa (HRD). En la Parte 2 discutiremos lo que sucede después de que el HRD es producido, los factores que afectan su calidad y cómo mantener ésta (y así el valor) del HRD durante el manejo, almacenamiento, transporte terrestre y marítimo.

Ing. Luis Vargas.1 Lcdo. Siullman Carmona.2

1

Asesor Técnico. Gerencia Centro de Investigación y Gestión del Conocimiento. Ferrominera Orinoco. Jefe Departamento Investigaciones Aplicadas. Editor Revista Mundo Ferrosiderúrgico. Gerencia Centro de Investigación y Gestión del Conocimiento. Ferrominera Orinoco. Correspondencia: Gerencia Centro de Investigación y Gestión del Conocimiento Ferrominera Orinoco. Puerto Ordaz. Estado Bolívar - Venezuela Teléfonos de contacto:+58 286 930.57.25 / +58 286 930.57.78 Email: luisv@ferrominera.com; siullmanc@ferrominera.com Recibido: Junio 2017 - Aceptado: Julio 2017 2

RESUMEN: El HRD es una forma de hierro metálico versátil para la fabricación de acero. Su valor se determina mejor en la manera en cómo él contribuye a alcanzar las metas operacionales y de productividad de quienes lo usan. Cada fabricante de acero opera de manera ligeramente diferente; por lo tanto, el HRD debe no solamente estar altamente metalizado, sino con calidad consistente y la versatilidad suficiente, para satisfacer los procesos de fabricación de acero. Lo principal para los fabricantes de acero es que los productos del HRD lleguen a los hornos de fusión con sus condiciones físicas y químicas tan parecidas como sea posible a las del momento de su fabricación. Todo hierro es reactivo y se oxidará. El HRD, por definición, es altamente propenso a reaccionar cuando entra en contacto con el aire (se oxida) y cuando entra en contacto con el agua (se corroe). La oxidación reduce la metalización del HRD y conduce a daños y situaciones inseguras durante el almacenamiento y transporte marítimo, si no se siguen los procedimientos apropiados. La manera como los materiales son manejados, almacenados, transportados y embarcados influye significativamente en la calidad, y por ende en el valor, de los productos de HRD. La buena noticia es que los usuarios de los productos de HRD tienen un gran control sobre el mantenimiento del valor del HRD antes de la fusión al manejar diferentes aspectos relacionados. Si usted produce CDRI o HDRI para alimentar una acería adyacente o cercana, o compra HBI o CDRI como un bien mercantil, es una inversión significativa. Tomando algunas precauciones bien documentadas y siguiendo procedimientos desarrollados por décadas de experiencias en la industria, los productos de HRD pueden ser manejados, almacenados, transportados y embarcados con seguridad y los fabricantes de acero pueden darse cuenta del valor de esas versátiles fuentes de hierro metálico obtenidas a partir de minerales. Palabras claves: Hierro de Reducción Directa, Hierro Briqueteado en Caliente, Horno Arco Eléctrico, Mineral de Hierro.

1. INTRODUCCIÓN

E

l Hierro de Reducción Directa (HRD, DRI, por sus siglas en inglés Direct Reduction Iron) es el primer y más importante material a granel de hierro metálico para la fabricación de acero. Dicho de una manera sencilla, es un medio para alcanzar las metas y objetivos

del fabricante de acero. El HRD ha evolucionado en diversas formas en los últimos 50 años. Las primeras plantas de HRD produjeron solamente producto metálico frío (CDRI, por sus siglas en inglés Cold DRI). En la medida en que la demanda de HRD aumentó, lo cual resultó en el desarrollo del Hierro Briqueteado en

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Caliente (HBC, HBI, por sus siglas en inglés Hot Briquetted Iron), se hizo necesario un producto con características de manejo y transporte excelentes para el mercado marítimo. Con el tiempo, los fabricantes de acero con el Horno de Arco Eléctrico (EAF, por su siglas en inglés Electric Arc Furnace) con plantas de HRD cautivas (es decir, plantas adyacentes o cercanas a la fundidora) quisieron una forma de aprovechar el calor contenido en el HRD inmediatamente después de la reducción, liderizando la introducción del HRD caliente (HRDI, por sus siglas en inglés Hot DRI). Las tres formas del producto HRD son metálicos obtenidos a partir de mineral (OBMs) y tienen características distintivas que benefician al fabricante de acero. El uso más efectivo y eficiente de los productos de HRD dependerá de los objetivos financieros y operacionales del usuario. Mucho de la operación de una acería, el uso y preferencia de materiales metálicos, variarán con la complejidad de la práctica de fabricación del acero y del mercado en el cual el productor compita. En fin, no hay una manera de emplear el HRD ni una forma sencilla del producto que se adapte a todas las aplicaciones. Con eso dicho, el valor del HRD es mejor calibrado por lo que sea más importante para cada fabricante de acero, utilizando el producto y cuan bien cubra esas expectativas. Así, la especificación del producto puede variar para cada usuario*. Una vez producido, la calidad del producto (y de ahí el valor para el fabricante de acero) puede ser directamente impactada por lo que le sucede al producto antes de ser fundido. Los productos de HRD, al igual que otras formas de hierro, tienen el potencial de degradarse con el tiempo, especialmente si no son adecuadamente manejados, almacenados o transportados. Los fabricantes de acero en gran medida tienen control sobre el mantenimiento de esta calidad, si ellos toman las medidas correctas. Este artículo examinará esas medidas requeridas para mantener ese valor. *También se debe notar que todos los procesos de reducción directa remueven únicamente el oxigeno del óxido de hierro, de tal manera que el HRD es únicamente tan bueno como el mineral de hierro del cual es hecho. Por lo tanto, aspectos adicionales tales

como el contenido de ganga ácida, afectará el valor del producto. Dado que la discusión sobre la especificación del mineral correcto es un tema aparte, este artículo únicamente se enfocará sobre lo que los usuarios y compradores de los productos de HRD pueden hacer una vez que el producto es elaborado a objeto de mantener el mejor valor del HRD.

Figura 1. Los Tres tipos de Productos de HRD.

2. FACTORES QUE AFECTAN EL VALOR DEL PRODUCTO HRD Hay una interrogante que probablemente no se ha formulado lo suficiente: “¿posee el producto la misma calidad cuando llega a los hornos de fusión que cuando fue producido o comprado?” Los productos de HRD suministran valor a las operaciones de fabricación de acero al entregar a la acería una fuente de hierro altamente metalizada y con bajo nivel de residuos. Lo amplio de este valor depende de la maximización de las unidades de hierro (producción), por la minimización de los finos y el mantenimiento de la metalización del producto después de la producción. Cada producto HRD, sin importar cómo es fabricado, requiere consideraciones especiales para mantener su valor. Por lo tanto, la producción y el grado de metalización (el porcentaje de hierro total en la forma metálica) son factores claves en la determinación del valor del HRD. Además, hay razones de seguridad que si no son controladas pudieran impactar negativamente el objetivo del usuario. Esos son factores que aplican a todos los tres productos HRD; sin embargo, las formas de manejar esos asuntos varían para cada producto particular de HRD. 2.1. Generación de Finos Comencemos con los finos (Figura 2). Este factor debería ser obvio, ya que la generación de finos impacta la producción y productividad del producto

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aguas abajo. La selección del equipo de manejo de materiales y el diseño del sistema tienen un amplio impacto sobre qué tanto fino se generará durante el manejo, como será discutido más adelante en este artículo.

Lo extenso en que la reducción ha sido completada se ve reflejado por el porcentaje de metalización. Simplemente hablando, el HRD con 95% de metalización significa que el 95% del hierro es metálico y el %5 remanente existe como FeO. Dependiendo de la práctica operativa en la fundidora, es posible recuperar del 20% al 80% del hierro presente en el HRD como FeO. Por favor, nótese que la metalización no es el porcentaje total de todo lo que contiene el HRD, es sólo la porción portadora de hierro (Figura 3). El HRD también contiene sílice y otros minerales. De hecho, pudiera tener una metalización de 95% y contener 10% de otros minerales.

Figura 2. Ejemplo de finos de HRD. Para propósitos de fabricación de acero, es importante tener cuidado en prevenir la fragmentación del HRD en chips (+3 a -6 mm) o la degradación en finos (-3 mm) durante el manejo, transporte y almacenamiento hacia y dentro de la fábrica de acero. La generación y derrame de Finos puede estar en el rango de 3 a 7% y superior si no se maneja con cuidado. Esas pérdidas significan menos unidades de hierro que van a la acería, lo cual puede tener un impacto financiero significativo en la meta de la planta de acero. 2.2. Metalización En todos los productos de HRD, una pequeña cantidad de óxido de hierro (FeO) permanece. La metalización es una cuantificación de la porción de hierro que es metálico. ¿Por qué ello es importante? Alcanzar alta metalización es el propósito de la reducción directa ya que ella crea hierro metálico, el cual es más fácil y requiere menos energía intensiva para fundir; por lo tanto, mayor metalización significa valor al crear más ahorro. Cuando se establece que el HRD tiene cierto grado de metalización, quiere decir el porcentaje de hierro metálico dividido por la cantidad de hierro total en el HRD. El hierro total se define como la suma del hierro metálico y el hierro contenido en los óxidos. La metalización es normalmente expresada como un porcentaje: %

ó =

á

100

Figura 3. Dos ejemplos de HRD con 95% de metalización La Metalización es impactada por su reactividad, la cual es directamente influenciada por la manera cómo se almacena el HRD y la forma de éste (CDRI, HDRI o HBI). Además, la pérdida de metalización varía dependiendo del tamaño de partícula del material. Los finos y los chips, los cuales tienen una relación de superficie a volumen mucho mayor, son propensos a una corrosión sustancial y a una pérdida de metalización, como será discutido en la siguiente sección.

3. REACTIVIDAD DEL HIERRO Cualquier discusión sobre el valor del HRD y lo que sucede durante su manejo, almacenamiento, y transporte debe incluir la reactividad del hierro. La tendencia natural del hierro es a oxidarse, es decir, combinarse con el oxígeno del aire (oxidarse) y del agua (corroerse) para formar óxidos de hierro. La tendencia del hierro a oxidarse se intensifica en el caso del HRD. Después de todo, el HRD es el resultado de la remoción química del oxigeno del óxido de hierro.

(ec. 1)

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Una pella de HRD tiene una estructura como una esponja consistente de una red de poros interconectados, los cuales le dan una superficie interna miles de veces mayor que al de una pella de hierro sólida. Esta gran superficie estimula la reactividad con el oxígeno y el agua, resultando en la oxidación y corrosión. (Nota: deberíamos indicar que esto es teórico con el HDRI, ya que la temperatura del producto causaría una explosión de vapor si estuviera en contacto con el agua.) La tendencia del HRD a oxidarse o corroerse es llamada reactividad. Todos los tipos de HRD son reactivos, independientemente del proceso de producción o forma del producto. Una exposición prolongada del HRD al agua reduce la metalización del producto debido a la oxidación (producto de la corrosión). Dando suficiente tiempo al oxígeno y al agua, cualquier masa de hierro eventualmente será totalmente oxidada. La oxidación también genera calor y en una condición del material a granel, ese calor puede provocar la ignición del HRD si el calor queda atrapado dentro de una pila de producto. Esto pudiera crear un tema de seguridad, acarreando costos adicionales. Además, el fuego, sin duda, afectará tanto la metalización como la producción del material; sin embargo, no hay necesidad de entrar en pánico, ya que este fenómeno es totalmente controlable si se maneja apropiadamente. El exceso de fino dentro de la pila de HRD también puede generar un riesgo de seguridad, especialmente si los finos vienen húmedos y son encerrados en la pila. 3.1. Oxidación y Corrosión Para apreciar mejor los desafíos del manejo, almacenamiento y transporte de los productos de HRD, es necesario entender las dos más importantes reacciones de reactividad – oxidación y corrosión.

La oxidación es una reacción exotérmica (es decir, libera calor) y continuará en la medida que el HRD permanezca caliente y haya suficiente oxígeno presente. Sin embargo, las reacciones de oxidación forman una delgada capa protectora que modifica la estrutura de superficie del HRD y afecta significativamente su porosidad, lo cual reduce su reactividad. Investigaciones y experiencias de planta han mostrado que el HRD recién producido reacciona rápidamente con el aire al principio cuando es descargado, pero la reacción disminuye rápidamente en los siguientes minutos y continua disminuyendo en la medida que el HRD se enfría. Esta reacción se conoce como el envejecimiento natural y resulta en una pequeña pérdida de metalización (normalmente una fracción de uno por ciento). Calor insuficiente es generado durante el envejecimiento natural para provocar la aceleración de dicha reacción. El HDRI ya se encuentra por encima de la temperatura de ignición (>200° C/390° F). Por lo tanto, si se le permite entrar en contacto con el aire, arderá. 3.1.2. Corrosión La corrosión ocurre cuando el CDRI o el HBI es humedecido y reacciona con el oxígeno del aire para formar la oxidación (como se mencionó previamente, en el caso del HDRI, la exposición al agua, podría causar una explosión de vapor debido a su elevada temperatura). La corrosión (Fe (OH)3) ocurre de acuerdo a las siguientes reacciones, las cuales son exotérmicas: 2 2

3.1.1. Oxidación La Oxidación ocurre cuando el HRD caliente reacciona con el oxígeno del aire, para formar bien sea magnetita (Fe3O4) o hematita (Fe2O3), de acuerdo a las siguientes reacciones: 3 2

+2 +3 2

→ →

+ +

(ec. 2) (ec. 3)

+2 (

) +

+

→ 2

(

) +

+ 12 → 2 (ec. 5)

(

(ec. 4) ) +

Otras dos reacciones de corrosión pueden ocurrir bajo ciertas circunstancias. Esas reacciones son endotérmicas (es decir, consumen calor):  Si el oxígeno es completamente consumido después de la primera reacción de corrosión, el Fe(OH)2 reacciona de la siguiente manera:

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3

(

) +

+ 2

+

(ec. 6)

 Si el HRD es sumergido en agua, puede ocurrir la siguiente reacción: 3

+ 4

+

+ 4

aproximadamente 0,2 m de espesor y en una capa de transición de aproximadamente 0,5 m de espesor, con el núcleo relativamente inalterado.

(ec. 7)

La corrosión está limitada a la superficie húmeda y continuará mientras el agua esté presente; sin embargo, la evaporación ocurre a 100° C/212° F, de tal manera que las reacciones de corrosión tienden a estar limitadas por la temperatura. La corrosión es acelerada al contacto con el agua salada, debido a que la corrosión es una reacción electroquímica. Como se nota en la ecuación 7, el hidrógeno también se genera cuando el HRD reacciona con el agua. El CDRI es muy poroso y tiene una estructura reminiscente de la pella de la cual fue hecho. Como resultado, tiende a capturar agua (hasta un 15% de su peso) cuando está expuesto a una humedad intensa. El HBI, debido a su densa y compacta estructura es mucho más resistente a la recepción de agua, la cual normalmente no excede el 3% (Figura 4).

Figura 4. Comparación de la estructura interna del HRD y el HBI. Para evaluar la extensión de la corrosión que se puede esperar que ocurra cuando se almacena el HBI, la empresa BHP Billiton realizó un experimento de larga duración. Colocó una pila de 65 toneladas de HBI cercana al océano en una atmósfera cargada de sal. Las fotos en la Figura 5 muestran la pila cuando fue formada, después de 6 semanas y después de 6 meses. Se encontró que la mayor parte de la pérdida de metalización ocurrió en una capa de la superficie de

Figura 5. Pila de prueba de la corrosión del HBI. (cortesía de BHP Billiton). La prueba también mostró que la densidad de la briqueta influenció en la pérdida de metalización del HBI (ver Figura 6); es decir, mientras mayor es la densidad, menor es la pérdida de metalización. Esto se entiende debido a que las briquetas de mayor densidad tienen menos superficie disponible para reaccionar con la atmósfera.

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Tabla I. Resultados de la prueba de resistencia a las condiciones climáticas de SGI durante 6 meses. 660-Ton Test Pile Original Analysis Final Analysis Analysis by Location: Pile Surface Outer Layer (0.2 m) Transition Layer (0.5 m) Pile Core

Figura 6. Pérdida de Metalización en el tiempo para varias densidades de HBI. (cortesía de BHP Billiton Technology). Además, la pérdida de metalización varía dependiendo del tamaño de la fracción de la muestra. Los finos y chips, que tienen una relación de área a volumen mucho mayor son propensos a una más sustancial corrosión, como se muestra en la Figura 7.

Figura 7. Pérdida de Metalización en el tiempo del HBI en los finos y chips. (cortesía de BHP Billiton Technology). Una prueba similar fue realizada por Sabah Gas Industries (SGI), el predecesor de Antara Steel Mills, en Labuan Island en la costa norte de Borneo. Una pila de 660 toneladas de HBI fue equipada con termocuplas en seis sitios diferentes sobre y dentro de la pila y monitoreada durante seis meses. Al final del periodo de prueba se determinó que el nivel de metalización decreció solamente en 0.8% por mes a pesar de la exposición a condiciones de clima tropical y a una atmósfera cargada de sal (ver Tabla I).

Fe Total (%) 93.58 91.89 90.80 89.97 89.10 93.26

89.43 83.13

Met (%) 95.56 90.47

Volume (%) 100 100

79.06 78.79 80.64 88.67

87.07 87.57 90.50 94.99

2 8 23 67

Fe Met (%)

3.2. Etapas de la Reactividad del HRD La experiencia ha mostrado que el mecanismo de reacción de la reactividad del HRD consta de las siguientes etapas y es el mismo para el CDRI y el HBI: • Oxidación – el HRD se oxidará lentamente en el almacenamiento, de la misma manera que la chatarra. La oxidación resultante reducirá la metalización en el tiempo. • Vaporización (Steaming) – el HRD absorberá agua cuando esté muy humedecido, debido a la acción de capilaridad (wicking). Las superficies expuestas de una pila de HRD liberarán vapor de agua debido al calor generado por la reacción de corrosión. Las pilas continuarán liberando vapor hasta que el agua se evapore y el material se enfríe a temperatura ambiente. • Generación de Hidrógeno – el gas hidrógeno se puede formar cuando el agua esté presente durante la oxidación y la corrosión, lo cual genera un riesgo de explosión y es nocivo para la respiración en espacios cerrados. • Auto-Ignición – el HRD no es pirofórico (material que se incendia espontáneamente en el aire en o por debajo de 55° C/130° F), pero tampoco es un material inerte. Por lo tanto, las pilas pueden alcanzar el punto de ignición (>200° C/390° F) como resultado del exceso de finos o de producto caliente en la pila, la presencia excesiva de agua o una prolongada oxidación o corrosión. La tendencia a la auto ignición debería ser monitoreada muy de cerca, debido a que se puede generar hidrógeno, especialmente en presencia de agua salada y sin la presencia de una llama. Varias técnicas han sido desarrolladas para manejar la reactividad de los productos de HRD (Figura 8):

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• Envejecimiento natural – una capa de óxido se desarrolla en las primeras horas después de la descarga cuando el HRD es expuesto al aire. El HRD envejecido de manera natural es resistente a una oxidación seca de hasta 50-60° C. • Pasivación del aire– el HRD fresco es expuesto a un ambiente gaseoso que contiene una cantidad controlada de oxígeno durante 48-72 horas. El efecto es similar al del envejecimiento natural. • Revestimientos – varios materiales han sido probados y usados para cubrir al HRD, tales como el silicato de sodio en solución e incluso cera. Quienes proponen el uso de revestimientos afirman que el polvo es suprimido, además de inhibir la oxidación y la corrosión del HRD. • Briqueteado en caliente – la compactación del HRD mientras esté caliente, lo cual aumenta su densidad, reduciendo así la superficie específica y la porosidad, disminuyendo de ese modo su reactividad. Quienes proponen el briqueteado en caliente afirman que la generación de polvo y finos se reduce, además de hacer al HRD más resistente a la oxidación y a la corrosión.

Figura 8. Rangos de reactividad de varios productos de HRD.

dicho material entre un punto A y un punto B, con las caídas más cortas. La forma más fácil para minimizar el número de puntos de transferencia es llevando el material por rutas lo más rectas posible. Sin embargo, se debe tener cuidado de no comprometer el control de medición y alimentación en el intento de eliminar los puntos de transferencia. Los derrames de las cintas sobrecargadas pueden hacer perder más material que la rotura a través de los puntos de transferencia extra de un alimentador. Un sistema de manejo de HRD típico, asociado con una planta de HRD cautiva, puede incluir las operaciones que se listan en la Figura 9. CDRI y HBI • Traslado por cinta/transporte del CDRI a los silos de almacenamiento. • Descarga/recuperación del CDRI de los silos de almacenamiento. • Traslado por cinta/transporte del CDRI o del HBI para almacenamiento de corto plazo en la fundidora del EAF. • Recuperación del CDRI o del HBI del almacenamiento de corto plazo. • Traslado por cinta/transporte del CDRI o del HBI al EAF. • Carga del CDRI o del HBI al EAF. HDRI • Descarga del HDRI desde el horno de reducción al sistema de transporte neumático, por cinta transportadora en caliente aislada o por recipientes de transporte en caliente aislados. • Transporte/cinta del HDRI desde el horno de reducción a la fundidora del EAF. • Carga del HDRI al EAF desde el sistema neumático, por la cinta aislada o por los recipientes de transporte. • Alimentación directa por gravedad del HDRI desde el horno de reducción a la fundidora del EAF (en caso de estar equipada). Figura 9. Características de varios sistemas de manejo de HRD.

4. MANEJO DE PRODUCTOS DE HRD Para preservar la calidad, se debe tener cuidado de los grados de variación de cada producto. Como regla general, los usuarios deberían tratar de minimizar cualquier manejo innecesario del producto. Debería diseñarse un sistema de manejo de material con un número mínimo de puntos de transferencia para mover

Una estimación frecuente para la rotura del CDRI a causa del manejo es 0,25% de pérdida por cada 2 metros de caída. Este número puede ser mucho mayor para material más débil, caídas mayores o transiciones deficientemente diseñadas. Los finos y chips generados durante el manejo se oxidarán mucho más rápido que

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los productos enteros del HRD. Un número conservador es 15% de pérdida para la fracción de material -6,35 mm después de ser expuesta a almacenamiento (al aire libre) durante un mes. El HDRI puede ser transferido desde la planta de HRD a la acería por medio de recipientes de transporte caliente, cintas transportadoras en caliente o transporte neumático, dependiendo de la distancia entre la planta de HRD y la acería o por alimentación gravitacional directa, en el caso de un horno de reducción acoplado y un EAF. Los sistemas de transporte de recipientes en caliente utilizan recipientes aislados tipo cucharón, los cuales son transportados sobre camiones de plataforma plana (flat-bed) y pueden ser mantenidos en temperatura si en la acería se demoran en aceptar el HRDI. Los sistemas de transporte neumático utilizan gas para impulsar el HRD a alta velocidad a través de tuberías para llevarlo al EAF o a un enfriador del producto. La alta velocidad y la turbulencia resultante pueden causar una significativa fragmentación y erosión del HDRI, especialmente en las curvas de la línea neumática. Este método puede provocar la generación de finos en el orden de 8-10%. Los sistemas de transporte en caliente que utilizan baldes transportadores cerrados, son menos ruidosos y reducen significativamente la generación de finos de HDRI.

5. ALMACENAMIENTO DE PRODUCTOS DE HRD Los productos de HRD son algo así como una fruta fresca. Aunque no tienen una fecha de vencimiento ellos se consumen mejor cuando están “frescos”. Como en las frutas, esto no siempre es posible, dado que los productos pueden requerir ser almacenados para preservar su calidad y valor. El HDRI no está previsto para un largo período de almacenamiento, pero puede retener mucho de su calor cuando se necesita esperar por un ciclo de carga o para ser transportado a un horno de fusión cercano diferente. Esto es una opción temporal cuando se utilizan recipientes de transporte en caliente, pero no cuando se utilizan sistemas neumáticos o de transportador con baldes.

5.1. Almacenamiento al aire libre El HBI normalmente es almacenado al aire libre, en pilas expuestas formadas sobre una firme y bien drenada superficie. Las pilas a granel de HBI tienden a disipar calor rápidamente, debido a su buena conductividad térmica, estado y forma, que crean vacíos en la pila. El HBI como la chatarra también se puede oxidar. Se ha observado que la oxidación reduce su metalización en menos de uno por ciento (1%) al mes, incluso en condiciones salitrosas, de humedad y de lluvia frecuente (ver TABLA I previa en este artículo). El CDRI puede ser almacenado de manera segura en pilas abiertas y bien drenadas, si ellas no serán movidas hasta su uso en la acería. La lluvia solo puede penetrar la pila hasta cierta profundidad, generalmente menos de un metro. Aunque la corrosión resultante reducirá la metalización, como se describió antes en este artículo, la pila no debería sobrecalentarse a menos que material adicional cubra el área húmeda. Esto aislará al hierro húmedo y prevendrá la disipación del calor asociado, lo cual puede causar que la pila se sobrecaliente y pueda conducir a una ignición. Las siguientes precauciones deberían tenerse en cuenta cuando se almacenen productos de HRD al aire libre: • Formar la pila sobre una base firme, tal como concreto y asegurar un apropiado drenaje para prevenir la infiltración de agua debajo de la pila. La base debería suministrar protección contra la humedad del terreno. Una capa sellante de alquitrán, bitumen o algún otro material impermeable al agua debería ser extendido antes de que el concreto sea vertido. • Evitar excesivo contenido de finos en la pila. • En el caso del HRD frío (CDRI), cubrir la pila para mantener el HRD seco y prevenir la acumulación de aire en la pila. • Separar cualquier HRD que haya sido humedecido o tenga una temperatura que exceda a 65° C/149° F y seguir la misma precaución para tolvas y silos. Una pila de HRD se calentará cerca de 60° C/140° F en la medida que la vaporización ocurre (ver “Etapas de la Reactividad del HRD” previo en el artículo), pero se enfriará nuevamente a temperatura ambiente cuando se evapore el agua. Normalmente no es necesario

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tomar acción adicional si la pila está vaporizando a una temperatura que no exceda de 100° C/212° F. En el caso que la pila de HRD se sobrecaliente a temperaturas que excedan de 100° C/212° F, el material debería ser removido de la pila y esparcido sobre un terreno seco en una capa aproximada de 0,5 metros, usando un tractor equipado con cuchilla o un cargador frontal, como se muestra en la Figura 10. Otro método es cubrir la pila bajo arena u otro material apropiado para cortar el suministro de oxigeno.

Figura 10. Método para controlar material caliente en una pila de almacenamiento. Nota Importante: una pila sobrecalentada de HRD bajo condiciones normales no debería ser rociada con agua. Sin embargo, en caso de un fuego fuera de control, como un último recurso, la pila debería ser inundada con una potente corriente de agua. Los bomberos deberían estar preparados para una violenta vaporización y destellos de hidrógeno resultantes de tal acción.

6. LA CAUSA DE LOS PROBLEMAS PODRÍA SER ALGO QUE USTED NO VE El CDRI necesita mantenerse seco. Eso es bien conocido, pero la gente a menudo únicamente aplica eso al agua de lluvia. Cuando el HRD es apilado sobre el terreno, existe una buena posibilidad de la presencia de agua de infiltración (wicking) en el suelo por la acción de la capilaridad, provocando la humectación del hierro. Excepto en lugares muy áridos, cuando el CDRI es almacenado sobre el terreno, se hace necesario colocar una barrera contra el agua para prevenir la presencia de humedad de dicho terreno. En la mayoría de los casos, esto es algo simple con la colocación de alquitrán antes de verter la base de concreto. El alquitrán detiene el agua y el concreto sostiene la pila del CDRI.

Además, el HRD requiere ser mantenido fuera de contacto de químicos corrosivos. En los Estados Unidos, se utiliza la sal en muchas áreas como un medio de control del hielo sobre las calzadas. Esta sal podría ser almacenada temporalmente en muelles y otros centros de transporte. Pocos incendios han sido causados por el apilamiento de HRD en lugares donde recientemente se había almacenado sal. 6.1. Tolvas y Silos de almacenamiento Las tolvas y silos de almacenamiento son usados para proteger los productos de HRD cuando hay una demora entre el arribo y cuando el producto pueda ser usado o enviado. El mal diseño de los silos puede crear problemas operacionales y una disminución de la calidad del producto. El diseño de los silos debería determinarse siempre sobre la base de las propiedades del flujo de material del sólido a ser almacenado. Los gastos por las pruebas y el diseño de los silos son pequeños, comparados con los costos de la pérdida de producción, los problemas de calidad y las remodelaciones que pueden ser necesarias debido a patrones de flujo irregulares. Las siguientes precauciones son recomendadas cuando se almacenan productos de HRD: • Ningún HRD a una temperatura que exceda de 65° C/149° F debería enviarse a una tolva o silo de almacenamiento. Ese material debería separarse del resto del material y ser apilado con una altura no mayor de un metro. • Las tolvas y silos deberían ser purgados con un gas inerte desde la base. • Las puertas del tope deberían ser cerradas excepto cuando el HRD esté siendo entregado. • Las puertas de la base deberían ser cerradas excepto cuando el HRD esté siendo descargado. • El gas inerte debería ser introducido en el tope de la tolva o silo durante los períodos de almacenamiento prolongado para asegurar una ligera presión positiva mientras las puertas del tope y la base estén cerradas. • Análisis periódico de gases debería ser realizado, para asegurar que el nivel de oxígeno está por debajo de 3% y no se está generando hidrógeno. • La temperatura dentro de la tolva o silo debería ser monitoreada. Si se observan altas temperaturas (6575° C/149-167° F), la tolva o silo debería ser sellada y

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purgada desde el tope hasta que se enfríe. Si la temperatura se eleva por encima de 90° C/194° F, el HRD debería ser sacado de la tolva o silo.

7. TRANSPORTE Y EMBARQUE DEL HRD Existe una considerable cantidad de conocimientos relacionada con las características físicas y químicas de los productos de reducción directa, la cual es derivada de la experiencia colectiva de la industria de la década de los 70. Este conocimiento provee la base para la redacción de una variedad de patrones y guías que se usan actualmente. Sin embargo, aún existe una carencia de entendimiento y apreciación de los métodos y técnicas adecuadas para el transporte y embarque de esos productos. Durante los últimos 45 años, ha habido un número de accidentes que involucran a los productos de la reducción directa. Muchos de esos accidentes fueron el resultado del descuido humano o negligencia en el manejo, almacenamiento y/o transporte de esos materiales. La mayoría de esos accidentes pudieron haber sido evitados si se hubiesen seguido los procedimientos adecuados. En otras palabras, la mayoría de las situaciones de peligro pueden ser evitadas cuando los factores de riesgo son completamente identificados, entendidos y controlados.

La experiencia con los primeros embarques marítimos de CDRI reveló la necesidad de un producto que fuera más seguro para transportar y más fácil para manejarlo y almacenarlo. El HBI fue inicialmente introducido comercialmente por Fior de Venezuela en 1976 y se convirtió en un producto globalmente comercializado, desde el arranque de la planta SGI en Malasia en 1984. Las pruebas iniciales del HBI mostraron que está en un orden de magnitud más resistente a la oxidación que otras formas de HRD (ver Figura 8, previa en el artículo). Además, el calor creado por oxidación es más fácilmente conducido a través de las briquetas; por lo tanto, el calor no se recoge dentro de una pila a granel de HBI. El resultado de esos dos mecanismos (ratas de oxidación más bajas y mucha mayor conducción del calor fuera de la pila) previene el sobrecalentamiento y la combustión del HBI. Debido a la mucho menor reactividad y a la mayor conductividad térmica del HBI, la Organización Marítima Internacional Internacional (IMO, por sus siglas en inglés International Maritime Organization) en su Código Internacional de Carga de Material Sólido a Granel (IMSBC, por sus siglas en inglés International Maritime Solid Bulk Cargoes Code), es considerablemente menos restrictiva sobre el transporte del HBI, o HRD (A), tal como fue diseñado por dicha organización. Tal vez igualmente importante sea que la Asociación para la Protección e Indemnización, el cual otorga pólizas de seguro para la carga marítima, considere que el único método probado de transporte seguro de HRD no briqueteado es que la carga se mantenga en una atmósfera inerte durante el viaje.

Figura 11. Los embarques de HBI desde 1976 son equivalentes en toneladas-kilómetros a los embarques de la Gran Pirámide en Giza, alrededor del mundo tres veces!

De 1970 a 2015, se han producido aproximadamente 1.400 millones de toneladas de HRD, de las cuales cerca de 300 millones han sido transportadas y embarcadas. Antes de la introducción del HBI, el CDRI fue inicialmente transportado por tierra en camiones y ferrocarril y representa más del 52% de todos los

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productos de HRD transportados y embarcados desde 1970.

• Para el transporte por camión y ferrocarril, cubrir el HRD para protegerlo de la lluvia y humedad.

Sin embargo, el transporte del CDRI o HRD (B), como se identifica en el Código IMSBC, es un proceso complicado, detallado y potencialmente riesgoso.

8. NOTA SOBRE NÚMEROS

Nu-Iron, en Trinidad y Tobago ha podido, de manera segura, transportar por el océano más de 9 millones de toneladas de CDRI desde 2007, siguiendo y mejorando en base a los procedimientos y prácticas de la IMO. Las siguientes guías deberían ser tomadas en cuenta para el CDRI y el HBI cuando son transportadas por mar: • Evitar cargas durante la lluvia. • Las bodegas deben estar limpias y secas. • Las bodegas deben ser de acero y de construcción hermética. • Las bodegas no deben contener líneas de vapor u otras fuentes de calor. • Las bodegas deben tener cubiertas con escotilla hermética, que sean selladas para evitar el ingreso de agua de mar durante el viaje. • Las bodegas deben tener ventilación adecuada para prevenir acumulación de hidrógeno. • Radar y otros sistemas electrónicos sensibles al polvo deberían ser resguardados durante la carga y descarga. • Los buques deberían ser lavados con agua fresca después de la carga y descarga para proteger del polvo las superficies de acero pintadas. • Seguir las guías de la Organización Marítima Internacional (IMO) para la categoría del producto de HRD que se transporta – HRD (A), HBI; HRD (B), CDRI; HRD (C), HRD A y/o finos B. En el caso del CDRI (clasificación IMO para el HRD (B)), se deberían seguir los siguientes pasos: • Mantener el HRD seco todo el tiempo. • Envejecer de manera natural el HRD al menos por 72 horas antes de la carga. • No cargar el HRD si está mas caliente de 65° C/149° F. • Hacer inertes las bodegas con nitrógeno (se debe mantener durante el viaje) y sellarlas.

SEGURIDAD:

AGREGANDO

Hasta este punto hemos discutido asuntos del manejo, transporte y almacenamiento que afectan la calidad del producto HRD, con el entendimiento de que la pérdida de valor de éste significa costos adicionales. A través de esto hemos notado que las medidas de seguridad, aunque no mejoran la calidad del producto, sin embargo, impactan las finanzas. Debería ser obvio, pero la seguridad en el sitio de trabajo es una parte crucial de cualquier negocio exitoso y mantener la seguridad del personal debería ser la primera prioridad. Los productos de HRD pueden ser potencialmente peligrosos bajo ciertas condiciones, si no se les pone el cuidado adecuado. No hay ahorros que justifiquen los riesgos de simplificar los procedimientos de seguridad cuando se transportan y almacenan productos de HRD. Las pérdidas de vidas, lesiones o la destrucción de propiedades, significan costos en muchas formas. El costo directo para la empresa debido a un accidente mayor incluye como mínimo: compensación a reclamos de los trabajadores, pagos de indemnización y aranceles legales. Los costos directos por una incapacitación por lesión o muerte en el trabajo pueden fácilmente sobrepasar los siete dígitos. Los costos indirectos son mucho mayores a largo plazo. Los costos indirectos de un accidente con pérdida de tiempo (LTA, por sus siglas en inglés Lost Time Accident) por lo general excederán los costos directos en una proporción 4 a 1 o más y forman parte de los millones de dólares de los costos totales a lo largo del tiempo. Con los costos reales de los más grandes accidentes con lesiones en mente, claramente la mejor forma de avanzar es seguir las mejores prácticas y estándares de seguridad para ayudar a garantizar las condiciones más seguras posibles.

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ESTUDIO DE LA INFLUENCIA DE DILUCIÓN DE PULPA EN LA ETAPA DE FILTRADO A ESCALA LABORATORIO SOBRE LOS PARÁMETROS TÉCNICOS ÓPTIMOS DEL DENSIFICANTE NACIONAL EN LA PLANTA PILOTO DE FERROMINERA ORINOCO.

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INVESTIGACIÓN: ESTUDIO DE LA INFLUENCIA DE DILUCIÓN DE PULPA EN LA ETAPA DE FILTRADO A ESCALA LABORATORIO SOBRE LOS PARÁMETROS TÉCNICOS ÓPTIMOS DEL DENSIFICANTE NACIONAL EN LA PLANTA PILOTO DE FERROMINERA ORINOCO. Inga. Osiris Moreno.1 Ing. Luis Marsiglia.2 Ing. Oswaldo Tirado3

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Jefe Departamento Procesos Mineralúrgicos. Gerencia Centro de Investigación y Gestión del Conocimiento. Ferrominera Orinoco. Pasante Ingeniería Metalúrgica UNEXPO. Departamento Procesos Mineralúrgicos. Gerencia Centro de Investigación y Gestión del Conocimiento Ferrominera Orinoco. 3 Ingeniero Metalúrgico. Docente Agregado UNEXPO Correspondencia: Departamento Procesos Mineralúrgicos. Planta Piloto de Concentración Ferrominera Orinoco. Ciudad Piar. Estado Bolívar - Venezuela Teléfonos de contacto:+58 286 930.54.29 Email: osirism@ferrominera.com; luisjosemarsiglia@hotmail.com; ostirado60@gmail.com Recibido: diciembre 2017 - Aceptado: enero 2018

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RESUMEN: El trabajo de investigación que se presenta a continuación se llevó a cabo en la Planta Piloto de Concentración de Ferrominera Orinoco C.A., donde se evaluó la influencia de diferentes pulpas minerales en operaciones de sedimentación y filtrado, empleando muestras del densificante nacional ORIMATITA® y aplicando dos dosificaciones de un agente floculante. Para ello se realizó un diagnóstico general del proceso en planta, así como también la preparación de una muestra representativa del densificante para la ejecución de los ensayos de sedimentación y filtrado a escala laboratorio, tomando como base el diseño experimental construido y de esta forma poder medir la velocidad de sedimentación de las partículas y el porcentaje de humedad del filtrado. Finalmente, de acuerdo a las condiciones evaluadas, se determinó que las condiciones óptimas del diseño factorial son: 20% de concentración de sólidos y una dosificación de floculante de 50 g/t, considerando que la finalidad es maximizar la velocidad de sedimentación y minimizar la humedad final. Para el modelo de sedimentación, el 95% de la distribución está comprendida entre 10,29 y 15,99 cm/min; mientras que para el modelo de humedad del filtrado, el 95% de los valores están comprendidos entre 20,27 y 22,87%. Palabras claves: Densificante, Desaguado, Filtración, Floculante, ORIMATITA®, Sedimentación.

1. INTRODUCCIÓN

E

l densificante nacional ORIMATITA ® consiste en una mezcla de partículas sólidas de óxido de hierro (Fe2O3), hidróxido de hierro o goetita (FeOOH) y un bajo porcentaje de magnetita (Fe3O4), gibbsita (Al(OH)3) y cuarzo (SiO2). Este densificante no es más que mineral de hierro de alto tenor (>62% de hierro y <2,7% de sílice) molido o micronizado a un tamaño de partícula donde el 90% en volumen es de 38±1,5 µm, con una densidad aparente por encima de 4,5 g/cm 3, empleado en la industria petrolera en operaciones de perforación de pozos. Actualmente, en la Planta Piloto de Concentración con las exigencias que demanda el proceso de producción del densificante ORIMATITA®, es

necesario ajustar y optimizar al máximo todas las operaciones que se llevan a cabo; es por ello que el presente estudio, a escala laboratorio, tiene como objetivo conocer la cinética del proceso, revisar algunos aspectos de los fenómenos que ocurren en el mismo y aportar información para cálculos y diseños de ingeniería. En el proceso de producción del densificante ORIMATITA® en la Planta Piloto, se emplea la molienda por vía húmeda, por lo que la pulpa obtenida en el proceso contiene un alto porcentaje de agua que debe ser reducida en la etapa de sedimentación o espesado, con la finalidad de concentrarla hasta un nivel de sólido

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que permita transportarla por líneas de pulpa a las zonas de filtrado. En el presente trabajo de investigación se evalúa la influencia de diferentes pulpas minerales en operaciones de sedimentación y filtrado, empleando muestras de mineral de hierro hematítico como materia prima, proveniente de la mina Altamira, para luego ser procesada hasta obtener el densificante nacional ORIMATITA®; además se aplica un agente floculante sintético producido y comercializado por la firma DEGUSSA. En el estudio realizado, primeramente se llevó a cabo un diagnóstico general del proceso con el fin de recolectar datos operativos del circuito de producción, referente a las operaciones de desaguado (espesado y filtrado); luego se preparó una muestra representativa del densificante nacional ORIMATITA® siguiendo las especificaciones operativas de planta. Con esas muestras se desarrollaron ensayos de sedimentación y filtrado a escala laboratorio de acuerdo al diseño experimental construido, tomando en cuenta los factores que influyen en el proceso, y de esta forma poder medir la velocidad de sedimentación de las partículas y su humedad final. El estudio se realizó en la Planta Piloto de Concentración de Ciudad Piar, en el periodo comprendido desde el 08 de Noviembre hasta el 08 de Mayo de 2017.

2. DESARROLLO 2.1. Tipo de Investigación El tipo de investigación que se aplica en este estudio es de tipo evaluativa, donde Hurtado (2000) establece que: “Su objetivo es evaluar los resultados de uno o más programas, que han sido, o están siendo aplicados dentro un contexto determinado” (p.384). De acuerdo a la cita anterior, en la investigación se desea evaluar el impacto de dos variables operacionales en el proceso de espesamiento y filtrado del densificante nacional ORIMATITA®, con el propósito de estudiar cuales fenómenos ocurren en el proceso. Los rasgos de la investigación hay que precisarlos. De acuerdo a la perspectiva temporal, se considera un “diseño contemporáneo evolutivo”, ya que se desea obtener información del espesador de sólidos actual en

Planta Piloto y su funcionamiento; según la fuente y el contexto es un “diseño de laboratorio”, debido a que la información se recoge en un ambiente artificial o creado y, según la amplitud del foco es un “diseño de rasgo”. Tomando en cuenta la metodología desarrollada para realizar este estudio, el diseño adoptado finalmente para la investigación es un diseño contemporáneo evolutivo de laboratorio y de rasgo. La información se recogió en un ambiente controlado, bajo variables operacionales definidas con el fin de generar conclusiones válidas y objetivas, para comprender el comportamiento del proceso de sedimentación y sus fases. 2.2. Población y Muestra En este proyecto de investigación, la población corresponde al producto de comercialización denominado Finos para Pellas Ferrominera (FPF) procedente de la Planta de Trituración de la mina Altamira perteneciente a Ferrominera Orinoco, cuyas instalaciones están ubicadas a 6 km de la Planta Piloto. Para la producción experimental del densificante nacional ORIMATITA® se llevó a cabo un muestreo por incrementos de la pila FPO,(Finos para Orimatita), que es la fracción menor a ¼” del material FPF, sin alterar las características físicas, químicas o mineralógicas del lote, en donde se tomaron aproximadamente 120 kg, con ayuda del personal que labora en planta. Para la obtención de la información o datos que permitieron la descripción y evaluación del estado actual del objeto de estudio, se utilizaron muestras representativas del conjunto. 2.3. Procedimiento Utilizado El desarrollo de la investigación se estructuró en cuatro etapas, la primera consistió en el diagnostico de la operación de espesado y filtrado en el proceso de producción del densificante nacional ORIMATITA® en Planta Piloto. En segundo lugar la preparación a escala banco una muestra representativa del densificante nacional ORIMATITA® empleando la materia prima y parámetros utilizados en planta para generar dicho producto. Seguida de una tercera etapa que consistió en la elaboración y aplicación de un diseño experimental para el proceso de sedimentación del densificante nacional ORIMATITA® considerando diluciones de pulpa que simulan el proceso, además de dos dosificaciones de floculante, y por ultima etapa, la

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evaluación del proceso de sedimentación y filtrado tomando como base el diseño experimental y su efecto sobre el contenido de humedad final del densificante nacional ORIMATITA®. 2.3.1. Diagnostico de la operación de espesado y filtrado en el proceso de producción del densificante nacional ORIMATITA® en Planta Piloto Para llevar a cabo el diagnóstico general del proceso se llevaron a cabo una serie de actividades que se describen a continuación: Revisión documental. En primer lugar fue necesario una documentación referente al proceso que se lleva a cabo en Planta Piloto de Concentración con respecto a la producción del densificante nacional ORIMATITA®. Las prácticas de trabajo seguro, revistas metalúrgicas, papers, prácticas profesionales y trabajos de grado sirvieron como herramienta. Visita técnica por la planta. Se hizo un recorrido completo por toda la planta con la orientación del tutor industrial y el personal que labora para conocer las áreas y equipos pertenecientes, con el propósito de familiarizar rápidamente con todos los procesos correspondientes que se llevan a cabo en la Planta Piloto de Concentración y así obtener información acertada referente a la problemática presentada. Inspección visual del proceso de elaboración del densificante nacional ORIMATITA®. Se llevó a cabo con el fin de observar de forma directa el proceso de fabricación del producto densificante, desde la clasificación de la materia prima proveniente de la mina Altamira hasta su ensacado final para su posterior despacho. Se procedió a recolectar datos operativos del circuito de producción del densificante ORIMATITA®, específicamente en la operación de desaguado: Operación de espesamiento en el tanque espesador 04023 y operación de filtrado en el filtro de discos 04-024. A continuación, se registró toda la información experimental (cualitativa y cuantitativa) acerca del proceso en planta piloto y se recabaron datos en cuanto a concentración de entrada y salida, humedad del producto y distribución granulométrica.

2.3.2. Preparación a escala banco de una muestra representativa del densificante nacional ORIMATITA® empleando la materia prima y parámetros utilizados en planta para generar dicho producto Las muestras fueron preparadas según las prácticas de trabajo seguro asociadas: Preparación de muestras para análisis físicos y químicos - Departamento de Procesos Mineralúrgicos (Bajo la Norma COVENIN 3617:2000 “Minerales de Hierro y Productos Siderúrgicos. Métodos de Muestreo y Preparación de muestras), Análisis granulométrico de una muestra de mineral fino y/o grueso por vía seca- Departamento de Procesos Mineralúrgicos (según la Norma COVENIN 2231:2000 “Minerales y Productos Siderúrgicos. Determinación de la Distribución de Tamaño de Tamizado”, COVENIN 2232:1985 “Ensayo de Tamizado”), Determinación del contenido de humedad de un lote (Norma COVENIN 1723:2000 Minerales de Hierro y Productos Siderúrgicos. “Determinación del Contenido de Humedad, en un Lote”, ISO-3087:1998 IRON ORES “Determination of Moisture Content of a lot”), Determinación de la densidad aparente de un mineral utilizando el método del picnómetro, Ensayo de moliendabilidad para minerales ferrosos y no ferrososDepartamento de Procesos Mineralúrgicos, bajo el esquema de la figura 1. Toma de Muestra de Pila FPO Planta Piloto

Homogeneización y Cuarteo

Caracterización físico química

Ensayo de Moliendabilidad

Análisis Granulométrico

Cribado en Húmedo

Análisis Químico

Contenido de Humedad base seca

Homogeneización y Cuarteo

Caracterización físico química

Muestra de Estudio

Análisis Granulométrico

Análisis Químico

Contenido de Humedad base seca

Densidad Aparente

Figura 1. Flujograma de Preparación de muestras. Fuente: Autor

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2.3.3. Elaboración del diseño experimental para el proceso de sedimentación del densificante nacional ORIMATITA® considerando diluciones de pulpa que simulen el proceso además de dos dosificaciones de floculante a distintas concentraciones Diseño Experimental El diseño experimental desarrollado en esta investigación tuvo como base el diagnóstico del proceso realizado, donde se pudo conocer las especificaciones que el área maneja para algunas variables, así como recepción de sugerencias y alternativas de operadores para poder establecer nuevas conjeturas que ayuden a elegir tanto a los factores como a los niveles a los cuales variará el experimento. Durante la convivencia con el proceso en planta y sostenido con la base teórica se monitorearon todas las variables que influyen en la operación de sedimentación, generando el siguiente modelo:

manera facilitar el estudio de la sedimentación y además optimizar el proceso. La naturaleza de las partículas. La muestra representativa de ORIMATITA® producida a escala laboratorio fue la empleada para llevar a cabo las pruebas de sedimentación, presentando una granulometría y composición química definida. El sedimentador en las pruebas es de forma cilíndrica. La presencia de paredes fijas o la cercanía a las mismas modifica por completo la sedimentación de las partículas. Si la relación entre el diámetro del envase y el diámetro de la partícula es mayor que 100, las paredes del sedimentador no representan un efecto sobre la velocidad de sedimentación de las partículas. La relación es: Sustituyendo: 4cm

envase

 paticula  100

0,0038cm  1052,63  100

Por tanto, se cumple la premisa anterior. Se debe resaltar que las paredes del recipiente son verticales y el área de circulación no varía con la profundidad, de manera que el sedimentador no afecta en la velocidad de sedimentación.

Figura 2. Modelo general sedimentación. Fuente: Autor

del

proceso

de

El parámetro de la concentración de sólidos que alimenta al tanque espesador 04-023 fue tomado del historial registrado en planta, datos suministrados por el Departamento de Procesos Mineralúrgicos. Las variaciones en la concentración de sólidos modifican la forma en que sedimentan las partículas (caída libre o impedida). La dosificación de floculante se manejó como posible solución en la operación de sedimentación, en este sentido se estudiaron todos los efectos generados por la adición de dicho agente. La adición de un floculante es base fundamental para garantizar una sedimentación efectiva, permitiendo aglomerar partículas, y así de esta

La calidad del agua. Las variaciones en el pH o temperatura del agua producen variaciones en la densidad del agua y originan corrientes cinéticas o térmicas. Un mantenimiento de temperaturas altas será siempre deseable puesto que va a disminuir la viscosidad del agua; sin embargo, esto último no siempre puede llevarse a cabo por el costo que ello conlleva. La presente investigación pretendió determinar qué variable en el proceso de sedimentación y filtrado tiene mayor impacto en el producto final. Se tomó en cuenta todos los factores que intervienen en la operación y se hizo un cribado de variables, tomando en consideración las limitaciones en algunos aspectos. La Tabla 1 muestra los factores y niveles propuestos:

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Tabla 1. Factores y niveles del plan de experimentación Operación de sedimentación Dominio Factores Experimental Nivel Nivel bajo (-) alto (+) Concentración de sólidos (%) 20 25 Dosificación de floculante (g/t) 40 50 La Tabla 1 muestra los dos factores seleccionados. Ambas variables son cuantitativas y continuas. La Tabla 2 también muestra la notación codificada más habitual para factores continuos: se asignó el valor -1 al extremo inferior del dominio experimental y el valor +1 al extremo superior. Para simplificar a menudo solo se indican – y +. Selección de la variable de respuesta: Las variables de respuestas a estudiar en el presente trabajo fueron: La velocidad se sedimentación y el porcentaje de humedad del filtrado. Elección del diseño experimental: se consideró el número de repeticiones, selección de un orden de corridas adecuado para los ensayos y determinar si había implicado formación de bloques u otras restricciones sobre la aleatorización. Se consideró un diseño factorial 22, es decir, compuesto por 2 factores, cada uno de ellos a 2 niveles. Una vez obtenido los resultados se realizó un Análisis estadístico de datos utilizando el paquete estadístico STATGRAPHICS® Centurión XVI. 2.3.4. Ensayos de Sedimentación La determinación experimental de la velocidad de sedimentación se basó tomando los datos en ensayos de sedimentación discontinua, simulando las condiciones de entrada al tanque espesador 04-023 de la planta piloto. Para los ensayos de diferentes concentraciones iniciales se partió de una muestra patrón y de ella se separó la cantidad suficiente para que diluida con agua (a temperatura ambiente) se obtuviera una pulpa con la consistencia deseada para el ensayo.

Los ensayos se realizaron en cilindros graduados de 250 ml marca KIMAX, Figura 3. A estos cilindros se les acopló una escala de papel milimetrado, con el fin de leer las alturas de la interfase. La forma de operar con cada una de las probetas fue la siguiente: Selección de la muestra a estudio Preparación de los cilindros. Lavado y secado del cilindro, cuidando que no quedaran partículas adheridas a las paredes. Preparación del floculante. La preparación de una solución de 100 ml de floculante (Bozefloc A61-BT) bajo una concentración del 1% m/v, indicando que se debía agregar 1 g de floculante para 99 ml de agua a temperatura ambiente. Para la preparación del floculante, se agregaron los gramos de floculante lentamente en el agua, agitándolo por inversión durante 15 minutos hasta que quedó sin grumos, quedando totalmente gelificado. Preparación de pulpa. Se enrasó la probeta con una cantidad mínima de agua, y a continuación se agregó al cilindro graduado la muestra del mineral sólido previamente calculado según fuera la concentración de sólido en la pulpa y finalmente se completó con el agua restante. Luego, se agregó la dosis de floculante con una jeringa, en la proporción definida de acuerdo a los cálculos realizados. Homogeneización de la pulpa. Se tomó el cilindro y se agitó manualmente por inversión (10 golpes moderados de arriba a abajo) para que la concentración fuera lo más uniforme posible a lo largo de toda la probeta. Lugar adecuado para el inicio y desarrollo del ensayo. Se dejó la probeta en reposo sobre un mesón ubicado en un sitio con buena iluminación y se activó el cronómetro. Se midió la altura inicial de la suspensión, h 0, usando la referencia acoplada a la probeta. Al empezar la sedimentación se registró la altura, h, que ocupaba la interfase sólido-líquido en función del tiempo, hasta que todo el sólido se asentó en el fondo del cilindro.

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Construcción de curvas de sedimentación. De esta forma se pueden representar los datos en un sistema de coordenadas construyéndose las curvas de sedimentación. A partir de estos datos se determinó la velocidad de sedimentación para las diferentes concentraciones.

Presión de operación. Se aplicaron 3 incrementos secuenciales de 15 PSI de aire comprimido. Descarga de torta o queque. Terminado el proceso anterior se descargó el paño filtrante para retirar la torta húmeda.

NOTA: Los flóculos formados por el agente Bozefloc A61-BT (floculante aniónico) son frágiles y se romperían si el mezclado era muy fuerte. Por lo que el mezclar adecuadamente fue vital para un uso eficaz del floculante.

Figura 3. Pruebas de Sedimentación. Fuente: Autor

Figura 4. Torta de filtrado de la muestra testigo (sin floculante).Fuente: Autor

2.3.5. Ensayos de Filtrado Luego de realizar los ensayos de sedimentación se procedió al filtrado de las pulpas obtenidas, según el siguiente procedimiento:

Operación de secado. Se colocó la torta o queque en una bandeja antes pesada y se llevó a la plancha de secado a una temperatura de 105 °C ± 5 °C, durante una hora.

Preparación del filtro prensa. Lavado y secado del cilindro del filtro para despejarlo de mineral de ensayos anteriores. Además, se revisaron todas las conexiones del filtro para cerciorar que estuvieran correctas y se verificara la limpieza de la placa.

Pesar la torta o queque seco.

Medio filtrante. Para iniciar con el filtrado se colocó el paño filtrante correctamente para empezar a agregar con sumo cuidado la pulpa, al cilindro del filtro. Retiro de agua clarificada. Previamente, se retiró la mayor cantidad posible de agua sobrenadante del cilindro antes de iniciar la filtración. Retiro de la pulpa a filtrar. Se retiró la pulpa del cilindro graduado, y con ayuda de una piceta (adicionar la menor cantidad posible de agua) se descargó el material asentado difícil de retirar, cuidando que no quedaran partículas adheridas al cilindro.

Porcentaje de humedad. Se determinó utilizando el procedimiento de la Práctica de Trabajo Seguro Determinación del contenido de humedad de un lote (Norma COVENIN 1723:2000 Minerales de Hierro y Productos Siderúrgicos. “Determinación del Contenido de Humedad, en un Lote”, ISO-3087:1998 IRON ORES “Determination of Moisture Content of a lot”)

3. RESULTADOS OBTENIDOS 3.1. Diagnóstico de la operación de espesado y filtrado en el proceso de producción del densificante nacional ORIMATITA® en Planta Piloto El procesamiento de la materia prima Finos para ORIMATITA® “FPO” (granulometría <1/4”) en Planta Piloto se lleva a cabo en turnos de 8 horas de trabajo a razón de 3 t/h.

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El proceso de producción de ORIMATITA® en Planta Piloto de Concentración de Ferrominera Orinoco C.A., inicia con la recepción de mineral de hierro alto tenor (>62% de Hierro y <2,7% de sílice), procesado en la Planta Trituradora de la mina Altamira con una granulometría menor a 3/8”, denominado FPF. Por razones operativas y de capacidad de molienda este material es clasificado en el área de trituración de la Planta Piloto 100% <1/4”.

en operaciones de perforación y cementación en la industria petrolera. En la Figura 5 de las operaciones de desaguado, se muestra una parte extraída del flujograma de producción del densificante que representa el objeto de estudio a escala piloto.

La producción del densificante nacional ORIMATITA® se basa en un proceso de molienda húmeda y una rigurosa clasificación granulométrica, hasta cumplir con las especificaciones técnicas mostradas en la Tabla 2. Es importante monitorear la distribución del tamaño de partículas ya que tiene un valor alto de dureza Mohs (5 – 6), por lo cual es indispensable minimizar efectos adversos en el desgaste de piezas y equipos utilizados en la perforación de pozos. Tabla 2. Especificaciones del densificante nacional ORIMATITA®. Parámetro Especificación Requerimiento amplia Densidad

4,8 y 5,2 g/cc

4,8 g/cc, mínimo

Humedad

<5% en peso

5% en peso, máximo

100 mg/kg

100 mg/kg, máximo

1000 - 3000 mg/kg

3000 mg/kg, máximo

0,04% en volumen, máximo

0,0% en volumen

6 - 9% en volumen, máximo 65% - 82% en volumen

7,0% en volumen, máximo 80% en volumen, mínimo

10% volumen, máximo

10% en volumen, máximo

38,00 +/- 1,5 micras

37,5 micras, máximo

Alcalinos térreos Carbonatos solubles Partículas mayores a 75 μm Partículas 38 < x < 75 μm Partículas 6 < x < 38 μm Partículas menores de 6 μm Dv(0, 9): 90% en volumen debajo de:

El parámetro crítico y de mayor control que debe tener el producto tecnológico ORIMATITA® durante su manufactura es el rango granulométrico establecido en sus especificaciones, el cual se debe controlar de manera estricta para asegurar un desempeño adecuado

Figura 5. Operaciones de desaguado del proceso de producción de ORIMATITA® en Planta Piloto de Concentración. Fuente: Departamento de Procesos Mineralúrgicos La clasificación en la criba vibratoria Derrick modelo 2SG48-1200W-4A, es utilizada para la separación por tamaño de partículas en suspensión sólido – líquido (pulpa).

Figura 6. Criba vibratoria 04-017. Fuente: Autor Esta criba está constituida por un área de clasificación extensa de cuatro paneles, lo que permite optimizar la separación de partículas finas; la frecuencia de vibración de la criba es regulada con un variador de frecuencia instalado en planta; y por último presenta una malla de corte de 44 µm. Las características de la clasificación se señalan en la Tabla 3.

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Tabla 3. Condiciones operativas de la criba de clasificación del densificante nacional ORIMATITA®. Sobretamaño (retenido) Bajotamaño (pasante) Sólidos de descarga (%) 35

Flujo (t/h) 0,5

Sólidos de descarga (%) 20

Flujo (t/h) 1,5 – 2,0

Cuando el producto ORIMATITA® cumple con las especificaciones granulométricas es enviado al tanque espesador por bombeo y se inician las operaciones de desaguado. La Tabla 3, referente a la distribución de masas en la criba, presenta el porcentaje de sólidos del bajo tamaño, el cual constituye la alimentación del tanque espesador; y el de sobretamaño que recircula al proceso de producción. Para el diagnóstico, se realizó una inspección visual con la ayuda de fotografías tomadas al tanque espesador de concentrado 04-023 y al filtro de discos 04-024, los cuales representan el epicentro del estudio.

En condiciones de operación normal la torta filtrada presenta porcentajes de humedad que oscilan entre 10 – 15%. Sin embargo, dado que el envío de la pulpa enviada al filtro actualmente es realizada mediante el uso de una bomba centrífuga y no la bomba de desplazamiento positivo de diseño, a la primera debe agregársele agua para diluir la pulpa proveniente del espesador, por lo que el la dilución de la pulpa en la alimentación al filtro es mayor y en consecuencia la humedad en la torta es mayor al rango indicado. El filtro de discos es sumergido en la pulpa a filtrar, donde la aplicación de vacío al medio filtrante origina la formación de un queque o torta sobre la superficie exterior del disco conforme este va pasando en su giro por la pulpa. El filtro está provisto de una serie de discos, compuestos por sectores en forma de abanico. Cada abanico es una unidad individual y viene empacada con una manga de tela filtrante que forma una cámara de filtrado. Durante la operación, los discos giran en sentido horario quedando el sólido del lodo adherido a la tela para formar una torta o queque de filtrado por acción del vacío.

Figura 7. Tanque espesador 04-023. Fuente: Autor La etapa de espesado se realiza en un tanque cilíndrico marca EIMCO, serial 197W-1 de 2 m de diámetro. La alimentación se introduce en el centro del tanque a media altura con una tasa o flujo de 1,5 a 2 t/h. Los sólidos sedimentados son removidos mediante un mecanismo de rastras que se mueve lentamente y permite transportar el material sedimentado hacia la descarga. El porcentaje sólidos de descarga o underflow es de 45% y abandona el espesador por acción de una bomba a razón de 1,0 t/h. La operación de filtrado se efectúa en un filtro de discos marca EIMCO, serial 197W-6. Es un dispositivo que usa una tela filtrante porosa como medio para contener partículas sólidas de una mezcla bifásica, realizando así una separación sólido-líquido.

Después de remover el líquido, la torta es deshidratada al vacío. Lo filtrado pasa a través del medio filtrante y es enviada como agua clarificada fuera del sistema, mientras que la torta es removida por raspadores hacia la zona de descarga.

Figura 8. Filtro de Discos 04-024. Fuente: Autor En la figura 8 se muestra el filtro de discos empleado en Planta Piloto para la operación de desaguado del densificante. Finalmente, la torta filtrada es llevada a un proceso de secado a temperaturas que oscilan entre 180 – 200 °C,

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con el objetivo de llegar a un producto final con porcentajes de humedad <5%. En resumen, en el proceso de producción del densificante nacional ORIMATITA® se presenta una pulpa de alimentación al tanque espesador que contiene un alto porcentaje de agua (75 – 80% en peso) y en base a las características físicas (forma y tamaño de las partículas) del producto genera una baja eficiencia en la operación de espesado, lo que ocasiona:  Baja reducción de agua en la pulpa.  Pérdida de material por rebose.  Baja concentración de sólidos en la descarga.

Dicha pulpa espesada generada en la descarga del tanque espesador es enviada a la zona de filtrado y debido a las razones mencionadas anteriormente disminuye la eficiencia en el filtrado y se obtiene un producto con un contenido de humedad entre 10 – 15% considerado industrialmente elevado antes de dar inicio el proceso de secado. 3.2. Preparación a escala banco de una muestra representativa del densificante nacional ORIMATITA® empleando la materia prima y parámetros utilizados en planta para generar dicho producto Para la producción experimental de ORIMATITA® en Planta Piloto, se utilizó la materia prima denominada Finos para ORIMATITA (FPO), el cual está constituido por mineral de hierro de alto tenor con una granulometría <1/4”. Dicha materia prima fue muestreada en Planta Piloto y presentó las siguientes características físico-químicas mostradas en la Gráfica 1 y en la Tabla 4 respectivamente. 3.2.1. Caracterización físico-química de la materia prima FPO El contenido de humedad del mineral de alimentación determinado fue de 5,22%, siendo un valor óptimo para la posterior etapa de molienda. La distribución granulométrica para la materia prima utilizada (FPO) arroja un D80 de 1982,94 µm (1,98294 mm).

Gráfica 1. Curva granulométrica de la materia prima FPO. Fuente: Autor Por otra parte, la composición química de la muestra se reporta en la Tabla 4, donde se aprecian cada uno de los elementos y compuestos químicos presentes: Tabla 4. Composición química de la materia prima FPO Fe SiO2 Al2O3 P Mn PPC % % % % % % 64,25 1,43 1,13 0,09 0,16 5,40 Los porcentajes de Fe (>64%) y SiO2 (<3%) se encuentran en el rango requerido, por lo tanto, la muestra cumple con los lineamientos de calidad establecidos por PDVSA Intevep, en cuanto a materia prima para la producción del densificante. 3.2.2. Ensayo de Moliendabilidad de la materia prima FPO Antes de ejecutar el ensayo, se clasificó la muestra bajo la malla 6 con el propósito de alcanzar una granulometría del 90% en volumen menor a 38 µm en el menor tiempo posible, siendo la alimentación del molino el 100% pasante (-6 mallas), además se definieron las condiciones operativas de trabajo y se determinó la carga y distribución de bolas a partir del volumen útil del molino de jarras. para una masa de cuerpos moledores de 57 Kg con una distribución de bolas de: 25% de ¾”, 45% de 1” y 30% de 1 ½”. Definidas tanto la carga de mineral como la carga de bolas, se evaluó la molienda por vía seca, con un tiempo de operación de 45 minutos. Dichos parámetros ya están establecidos en planta tomando como base pruebas experimentales realizadas a escala laboratorio.

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37,89 micrones, cumpliendo con las especificaciones técnicas del densificante, el cual debe estar comprendido entre 36,5 y 39,5 micrones, tomando como referencia el valor de 38 µm (O38). La composición química de la muestra de ORIMATITA® obtenida, se muestra en la tabla 5.

Figura 9. Proceso de cribado en húmedo del producto molido. Fuente: Autor Posterior al proceso de molienda, la muestra fue pesada y clasificada en la criba vibratoria 04-017 con un corte de 44 µm, como se muestra en la Figura 9 del cribado en húmedo. Luego, al estar seca la muestra pasante (-325) se disgregó manualmente y se cuarteó hasta obtener una muestra representativa, tal como se describe en la metodología experimental. 3.2.3. Evaluación de las especificaciones técnicas del densificante nacional ORIMATITA®. Análisis granulométrico del densificante ORIMATITA® mediante el equipo clasificador Cyclosizer En vista de la importante proporción de ultrafino del producto molido, se evaluó la distribución granulométrica mediante el equipo clasificador Cyclosizer a escala laboratorio.

Tabla 5. Composición química de la materia prima FPO Fe SiO2 Al2O3 P Mn PPC % % % % % % 63,28 2,02 1,24 0,09 0,17 6,08 El densificante nacional ORIMATITA® de acuerdo a las especificaciones químicas que debe cumplir para su empleo en la industria petrolera, debe tener un contenido de sílice (SiO2) menor a 2,7%, siendo ésta la principal impureza a controlar. El contenido de hierro debe ser mayor a 62%. Los resultados revelados en la Tabla 5 señalan la composición química del densificante, evidenciando que el contenido de sílice y de hierro cumplen con lo establecido, con un %SiO2 de 2,02 y un %Fe de 63,28. Una vez seco el producto, la humedad determinada fue de 0,40%, mientras que la densidad fue de 4,6 g/cm3.

Gráfica 2. Curva granulométrica obtenida en el Cyclosizer del producto molido. Fuente: Autor

3.3. Elaboración del diseño experimental para el proceso de sedimentación del densificante nacional ORIMATITA® considerando diluciones de pulpa que simulen el proceso, además de dos dosificaciones de floculante a distintas concentraciones Para la construcción y análisis del diseño experimental se debe acceder al asistente DDE: “Seleccionar DDE – Asistente de diseño de experimentos”. 1. Definición de respuestas: Las variables respuestas a estudiar en el presente trabajo son: La velocidad de sedimentación y el porcentaje de humedad del filtrado. En la definición de variables de respuestas, la humedad del filtrado es más importante que la velocidad de sedimentación y de este modo se le asigna mayor impacto en el diseño. Dicha importancia es debido a que la humedad del filtrado es la variable de principal interés y el objetivo es minimizarla al máximo.

En la Gráfica 2 se observa la curva de distribución granumolétrica del producto molido, que permitió estimar que el tamaño al cual pasa el 90% en peso es de

2. Selección de factores experimentales y niveles: Los factores y niveles seleccionados para el diseño se muestran en la Tabla 2 de la metodología experimental,

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donde destacan como factores: la concentración de sólidos y la dosificación de floculante, ambas variables son cuantitativas y continuas. 3. Selección de diseño: Se ha seleccionado un diseño factorial 22 de 4 ejecuciones compuesto por 2 factores, cada uno de ellos a 2 niveles: 20 y 25% para la concentración de sólidos y dosis de 40 y 50 g/t de floculante. En el experimento actual, se requirió 2 réplicas, tomando hasta 12 ejecuciones para el diseño final. Se eligió, además, que el diseño fuera realizado en orden aleatorio, lo que significó que el orden de las 4 ejecuciones en cada bloque se generara aleatoriamente. Los atributos del diseño se muestran en la Figura 35.

Tabla 6. Diseño factorial completo 22, plan de experimentación y variables respuestas N°

Bloque

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

1 1 1 1 2 2 2 2 3 3 3 3

Plan de Experimentación Pulpa Dosificación Concentración de Sólidos Floculante (%) (g/ton) 20 40 25 40 20 50 25 50 20 40 25 40 20 50 25 50 20 40 25 40 20 50 25 50

Respuestas Velocidad de Humedad del Sedimentación Filtrado (cm/min) (%)

Fuente: Paquete Estadístico Geométricamente, las cuatro corridas forman los vértices de un cuadrado. En la Figura 11 se muestra el experimento factorial para estudiar los efectos conjuntos de estos dos factores sobre la velocidad de sedimentación y porcentaje de humedad del filtrado.

Figura 10. Atributos del diseño experimental. Fuente: Autor Finalmente, la Tabla 6 muestra la matriz de experimentos que se obtiene combinando los dos niveles de los dos factores. Cada fila es un experimento y cada columna es un factor estudiado. La hoja de datos contiene una columna con números de bloque, 2 columnas con las configuraciones de los factores experimentales y 2 columnas para introducir las respuestas una vez que las ejecuciones del diseño experimental han sido realizadas. El plan de experimentación comprende, de forma estructurada y fácilmente comprensible, la lista de experimentos a realizar. Por ejemplo, el experimento 1 se realizará montando una probeta de sedimentación con una concentración de sólidos del 20% y una adición de floculante de 40 g/t.

Figura 11. Experimento factorial de dos factores que incluye la concentración de sólidos y la dosificación del floculante. Fuente: Autor En los vértices del cuadrado se indican las respuestas de cada ensayo con las cuatro combinaciones de prueba. El presente diseño experimental permite al experimentador investigar los efectos individuales (o los efectos principales) de cada factor y determinar si existe alguna interacción entre los factores.

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3.4. Evaluación del proceso de sedimentación y filtrado tomando como base el diseño experimental y su efecto sobre el contenido de humedad final del densificante nacional ORIMATITA®. Para la ejecución de los ensayos de sedimentación y filtrado, los dos factores de interés fueron la concentración de sólidos y la dosificación de floculante, siendo variables continuas y cuantitativas. Los resultados de las 12 ejecuciones indicadas en la Tabla 7 para la velocidad de sedimentación fueron los siguientes: De los resultados anteriores se puede observar que la adición del agente floculante influye positivamente en la velocidad de sedimentación con respecto a la velocidad obtenida en la prueba en blanco (2,6 cm/min), aumentando hasta 5 veces más la velocidad de sedimentación de las partículas del densificante. Tabla 7. Velocidad de sedimentación del densificante ORIMATITA®. Operación de sedimentación Nro.

Velocidad de sedimentación (cm/min) n1

n2

n3

Promedio

1

13,80

14,30

13,70

13,93

2

11,10

11,90

11,00

11,33

3

14,00

14,40

15,30

14,57

4

10,90

13,50

13,80

12,73

El efecto del floculante en la operación es reunir partículas en una red, formando puentes de una superficie a otra y enlazando las partículas individuales en aglomerados voluminosos o flóculos, con el fin de aumentar su peso y tamaño para que sedimenten con mayor eficiencia. En las pruebas realizadas con la adición de floculante, se evidencia que la mayor velocidad de sedimentación la presenta el tratamiento 3 (concentración de sólidos de 20% y dosificación de 50 g/t) con 14,57 cm/min. Por otro lado, la menor velocidad de sedimentación se encuentra en la combinación 2 (concentración de sólidos de 25% y dosificación de 40 g/t) con 11,33 cm/min, siendo uno de los tratamientos que tiene mayor concentración de sólidos, por lo tanto ocurre un fenómeno denominado “sedimentación impedida”.

La sedimentación impedida se basa técnicamente en la interferencia que ocurre entre las partículas del densificante, ocasionando que la velocidad de sedimentación disminuya, ya que no es posible la formación de canales de retorno del agua por las partículas sedimentadas, reduciendo cada vez más la velocidad a medida que se acerca a la zona de compactación del sedimentador; aunado a lo anterior, es el tratamiento que menor dosificación de floculante presenta (40 g/t); ejerciendo menos influencia directa sobre las partículas. La concentración de sólido final en cada tratamiento se revela en la Tabla 8. Tabla 8. Concentración final de sólidos Nro. Concentración de sólido (%) 1

60,52

2

62,56

3

65,83

4

65,59

Los resultados revelados en la Tabla 8 referente a la fracción de sólido final, evidencian que la concentración de sólidos oscila entre 60,52% y 65,83%, representando un aumento significativo con respecto a la concentración inicial (20 – 25%). Lo antes mencionado se traduce en un incremento en la eficiencia del proceso de espesado, lo que contribuye a una ganancia de sólidos en la descarga del tanque espesador. El empleo del agente floculante garantiza un mayor rendimiento del proceso, menor tiempo de operación y mayor producción del densificante. La Gráfica 3 representa la distribución de sólidos y del contenido de agua en cada tratamiento.

Gráfica 3. Concentración final de sólidos posterior a la sedimentación. Fuente: Autor.

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De acuerdo a la Gráfica 3, la mayor concentración final se encuentra en el tratamiento 3 (concentración de sólidos de 20% y dosificación de floculante de 50 g/t), debiéndose a la baja concentración de sólidos inicial que existe en la probeta y aunado a la acción del agente floculante; la muestra sedimenta con mayor velocidad con respecto al resto de los tratamientos, permitiendo que una alta proporción de las partículas desciendan hasta la zona de compresión con mayor efectividad. La menor concentración está situada en el tratamiento 1 (concentración de sólidos de 20% y dosificación de 40 g/t). Hay que resaltar que el volumen de sedimento formado en el fondo del cilindro es compacto y manejable para la siguiente etapa, siendo un aspecto positivo para garantizar una operación eficiente de filtrado. Posteriormente, se efectuaron las pruebas de filtrado y permitieron obtener los siguientes resultados: Tabla 9. Velocidad de sedimentación del densificante ORIMATITA®. Operación de sedimentación Nro.

Velocidad de sedimentación (cm/min) n1

n2

n3

Promedio

1

21,28

24,14

20,10

21,84

2

24,80

19,68

19,76

21,41

3

23,03

21,03

18,18

20,75

4

23,87

22,09

20,86

22,27

La Tabla 9 señala que luego del proceso de filtrado y secado, el contenido de humedad va desde 20,75% hasta 22,27%; el mayor contenido de humedad se encuentra en el tratamiento 4 (concentración de sólidos de 25% y dosificación de 50 g/t) y el menor contenido de humedad lo posee la combinación 3 (concentración de sólidos de 20% y dosificación de 50 g/t). 3.4.1. Análisis de datos mediante paquete estadístico. Se reinició el software estadístico y se introdujeron los valores medidos de velocidad de sedimentación y humedad del filtrado en la hoja de datos del experimento, con el propósito de llevar a cabo un análisis estadístico de los resultados y así llegar a conclusiones objetivas y no de carácter apreciativo. Las

técnicas estadísticas aunadas a una buena ingeniería o conocimiento del proceso y el sentido común, llevarán por lo general a conclusiones sólidas. Tabla 10. Hoja de datos del diseño factorial completo 22. N°

Bloque

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

1 1 1 1 2 2 2 2 3 3 3 3

Plan de Experimentación Pulpa Dosificación Concentración de Sólidos Floculante (%) (g/ton) 20 40 25 40 20 50 25 50 20 40 25 40 20 50 25 50 20 40 25 40 20 50 25 50

Respuestas Velocidad de Humedad del Sedimentación Filtrado (cm/min) (%) 13,80 21,28 11,10 24,80 14,00 23,03 10,90 23,87 14,30 24,14 11,90 19,68 14,40 21,03 13,50 22,09 13,70 20,10 11,00 19,76 15,30 18,18 13,80 20,86

Fuente: Paquete Estadístico El software estadístico fue programado para que en la ventana de análisis muestre:  Resumen del análisis: En este paso se obtienen las

magnitudes y signos de los efectos principales de cada factor, y sus interacciones, esto permitió conocer preliminarmente aquellos que contribuyen en mayor grado sobre la variable respuesta.  Tabla ANOVA: Mediante ésta se determinan aquellos

factores que afectan significativamente la variable respuesta. Contiene P-valores que pueden ser utilizados para contrastar la significación estadística de cada efecto.  Verificación de los supuestos: El supuesto de

normalidad se comprobó mediante el análisis de la gráfica de probabilidad normal, donde los datos se deben ajustar bien a la línea recta sobre éste. La presencia de valores atípicos o aberrantes, se verificó mediante el análisis de los residuales, que son la diferencia entre la respuesta obtenida y el valor predicho por el modelo. En este caso, cerca del 95% de los residuales estandarizados deben estar incluidos dentro de los limites ±2.  Optimización: Muestra la combinación de los niveles

de los factores, la cual maximiza la respuesta sobre la región indicada.

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estimado en la respuesta cuando cada uno de los factores se mueve de su nivel bajo a su nivel alto.  Gráfica de interacción.

Hay dos efectos principales que influyen de manera significativa en la velocidad: Concentración de sólidos y dosificación de floculante. La Gráfica 4 de efectos principales muestra como cada factor afecta a la velocidad de sedimentación.

Variable respuesta: Velocidad de sedimentación. En la Figura 11 referente a la velocidad de sedimentación representada en el sistema cartesiano, se presentan los resultados obtenidos al realizar el experimento factorial. En los vértices del cuadrado se indican las respuestas de cada ensayo con las cuatro combinaciones de prueba.

Gráfica 4. Efectos principales sobre la velocidad de sedimentación. Fuente: paquete estadístico Los trazos de la Gráfica 4 indican los cambios estimados en la velocidad de sedimentación cuando la concentración de sólidos y la dosificación del agente floculante se mueve de su nivel bajo a su nivel alto. Figura 11. Velocidad de sedimentación obtenida con los experimentos del diseño factorial. Fuente: Autor Tabla 11. Efectos estimados para la velocidad de sedimentación (cm/min). Efecto Promedio A: Concentración de sólidos (%) B. Dosificación de floculante (g/t) AB Bloque Bloque

Estimado 13,142 -2,217 1,017 0,383 0,767 0,617

Error Estad. 0,229 0,459 0,459 0,459 0,649 0,649

V.I.F 1,000 1,000 1,000 1,333 1,333

Fuente: Paquete estadístico La Tabla 11 muestra las estimaciones para cada uno de los efectos y las interacciones entre la concentración de sólidos y dosificación de floculante. También se muestra el error estándar de cada uno de estos efectos, el cual mide su error de muestreo. Note también que el factor de inflación de varianza (V.I.F.) más grande es igual a 1,333. Los errores estándar están basados en el error total con 6 g.l.

Hay que resaltar que existe un efecto negativo de gran impacto respecto a la variable de respuesta al aumentar la concentración de sólidos de 20% a 25%, dicho efecto disminuye la velocidad 2,22 cm/min. Por el lado contrario, la dosificación del agente presenta un efecto positivo sobre la velocidad de sedimentación, incrementándola aproxima-damente 1,01 cm/min cuando se eleva la dosis de floculante de 40 a 50 g/t. La significancia estadística de los efectos se exhibe en la Tabla 12, referente al análisis de varianza. Tabla 12. Análisis de varianza para la velocidad de sedimentación (ANOVA). Suma de cuadrados

GL

Cuadrado medio

Razón -F

Valor -P

14,7408

1

14,741

23,370

0,0029

3,1008

1

3,101

4,920

0,0685

AB

0,4408

1

0,441

0,700

0,4352

Bloques

2,8817

2

1,441

2,280

0,1830

0,631

Fuente A: Concentración de sólidos (%) B. Dosificación de floculante (g/t)

Error Total

3,7850

6

Total (corregido)

24,9492

11

Fuente: Paquete estadístico

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La Tabla 12 (ANOVA) proporciona la variabilidad de la velocidad de sedimentación en piezas separadas para cada uno de los efectos. De esta manera se prueba la significancia estadística de cada efecto comparando su cuadrado medio contra un estimado del error experimental. El análisis de varianza reporta la suma de cuadrados, los grados de libertad, los cuadrados medios, la razón-F y el valor-P. En este caso, el análisis de varianza (ANOVA) de la Tabla 12 confirma que la concentración de sólidos y la dosificación de floculante tienen un valor-P menor que 0,05; indicando que son significativamente diferentes de cero con un nivel de confianza del 95%. En el caso de la dosificación de floculante su valor-P se aproxima, sin embargo si existe una interacción sobre la velocidad. La desviación estándar de los resultados promedios es 1,425 cm/min. El parámetro estadístico R2 es: 2

R=

SS Modelo 14,7408+3,1008+0,4408+ 2,8817 = = 0,848288 SS Total 24,9492

Es decir, cerca del 85% de la variabilidad de la velocidad de sedimentación en el diseño es debido a la concentración de sólidos, dosificación de floculante, interacción entre la concentración con el floculante; y del efecto de bloque. La Gráfica 4 presenta la curva de distribución de frecuencia (a) y el gráfico de probabilidad normal (b) para la velocidad de sedimentación, con el fin de determinar si los datos cumplen con una distribución normal.

Gráfica 4(b) Gráfica de probabilidad normal para la velocidad de sedimentación. Fuente: Paquete Estadístico. De acuerdo a la Gráfica 4a, el 95% de la distribución está comprendida entre 10,29 cm/min y 15,99 cm/min ( x= x́ ± 2 σ ). El supuesto de normalidad se verificó mediante la curva de probabilidad normal (Gráfica 4b), en donde se obtuvo un comportamiento aproximadamente lineal, lo que indica que se cumple dicho supuesto, es decir el modelo es adecuado. Tabla 13. Resumen estadístico para la velocidad de sedimentación. Recuento 12,000 Promedio 13,142 Mínimo 10,900 Máximo 15,300 Rango 4,4 Sesgo estandarizado -0,745 Curtosis estandarizada -0,836 Fuente: Autor Para los 12 valores de velocidad de sedimentación, la media y la desviación estándar son 13,142 cm/min y 1,506 cm/min, respectivamente. Se hace evidente que el valor más extremo se encuentra en la fila 4 (10,90 cm/min) con un residual de -1,49; puesto que el valor-P para la prueba de Grubb es mayor que 0,05 entonces dicho valor no es un aberrante significativo. Todos los valores entran dentro de las dos desviaciones estándar (-2 y 2), concluyendo que en el modelo no existen valores atípicos. Como aporte para la interpretación de los resultados se muestra las Gráficas 5 y 6 de las respuestas promedio para cada combinación de los tratamientos:

Gráfica 4(a). Curva de distribución normal

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La dosificación de floculante tiene un efecto positivo sobre la variable de respuesta, ya que al aumentar la dosis de 40 a 50 g/t se maximiza la velocidad de sedimentación de las partículas en aproximadamente 1,02 cm/min, debido a la acción de arrastrar las partículas suspendidas del mineral hematítico en el fluido y llevarlas al fondo del cilindro. Las macromoléculas formadas por el floculante se fijan por adsorción a las partículas y provocan así la floculación por formación de puentes de interpartículas.

Gráfica 5. Interacción de los factores experimentales sobre la velocidad de sedimentación. Fuente: paquete estadístico El gráfico 5 referente a la interacción de los factores muestra la velocidad media en función del cambio de la concentración de sólidos, para cada nivel de dosificación de floculante. El hecho de que las rectas sean aproximadamente paralelas indica que no existe una interacción significativa entre los factores experimentales sobre la variable respuesta (velocidad de sedimentación), lo cual quiere decir, que al aumentar la concentración de sólidos tiene el mismo efecto o comportamiento sea cual sea la dosificación de floculante. En general, la Gráfica 5 de interacción permite observar que la velocidad de sedimentación disminuye aproximadamente 2,22 cm/min al aumentar la concentración de 20 a 25%, corroborándose que la velocidad de sedimentación es inversamente proporcional a la concentración de partículas presentes en el fluido de estudio.

La experimentación permite observar que en la baja concentración de sólidos (20%), la dosificación de floculante tiene un menor efecto sobre la velocidad (aumento de 0,64 cm/min) con respecto al tratamiento que presenta una alta concentración de sólidos (aumento de 1,4 cm/min), sin embargo las mayores tasas de sedimentación la presenta el tratamiento de 20% de sólidos (13,93 cm/min – 14,57 cm/min). Las características óptimas de los factores experimentales se presentan en la Tabla 14, hay que recordar que la finalidad de este apartado es maximizar la velocidad de sedimentación.

Tabla 14. Optimización sedimentación. Factor Concentración de sólidos (%) Dosificación de floculante (g/t)

de

la

velocidad

de

Bajo

Alto

Óptimo

20,00

25,00

20,00

40,00

50,00

50,00

Fuente: Autor La Tabla 14 muestra la combinación de los niveles de los factores, la cual maximiza la velocidad de sedimentación sobre la región indicada. La combinación óptima es una concentración de sólidos de 20% y una dosificación de floculante de 50 g/t, con una velocidad de sedimentación óptima de 14,5667 cm/min.

Gráfica 6. Interacción de los factores experimentales sobre la velocidad de sedimentación. Fuente: paquete estadístico

Variable respuesta: Humedad del filtrado. En la Figura 12 relacionada a la humedad del filtrado representada en el sistema cartesiano, se presentan los resultados obtenidos en los vértices del cuadrado, de cada ensayo con las cuatro combinaciones de prueba.

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La Gráfica 7 indica los cambios estimados en la humedad del filtrado cuando la concentración de sólidos y la dosificación de floculante varían de su nivel bajo a su nivel alto.

Figura 12. Humedad del filtrado obtenido con los experimentos del diseño factorial. Fuente: Autor Tabla 15. Efectos estimados para la humedad del filtrado (%). Efecto Promedio A: Concentración de sólidos (%) B. Dosificación de floculante (g/t) AB Bloque Bloque

Estimado 21,568 0,550 -0,117 0,977 0,333 -3,687

Error Estad. 0,491 0,982 0,982 0,982 1,389 1,389

V.I.F 1,000 1,000 1,000 1,333 1,333

De acuerdo a la Gráfica 7 de efectos principales, al aumentar la concentración de sólidos de 20 a 25% existe un efecto negativo en la variable respuesta, ya que incrementa la humedad del filtrado en un 0,55%. Por otro lado, la dosificación del agente floculante presenta un efecto positivo sobre la humedad del filtrado, disminuyéndola levemente en un 0,12% cuando se eleva la dosis de floculante de 40 a 50 g/t. El efecto estimado para la dosificación de floculante es aproximadamente -0,12, lo cual sugiere que dicha variable casi no tenga efecto. Sin embargo, la Figura 12 de resultados obtenidos para la humedad del filtrado muestra lo contrario: variar la dosificación (de 40 a 50 g/t) hace disminuir la humedad del filtrado en 1,09% si la concentración de sólidos es 20%, y lo hace aumentar en un 0,86% cuando la concentración es 25%.

Fuente: Autor La Tabla 15 muestra las estimaciones para cada uno de los efectos y las interacciones entre la concentración de sólidos y dosificación de floculante. También se muestra el error estándar de cada uno de estos efectos, el cual mide su error de muestreo. Note también que el factor de inflación de varianza (V.I.F.) más grande es igual a 1,333. Los errores estándar están basados en el error total con 6 g.l. La Gráfica 9 de efectos principales muestra como cada factor experimental afecta a la humedad del filtrado.

Lo anterior quiere decir que, los efectos estimados en la Tabla 16 conllevan a conclusiones erróneas sobre el verdadero efecto que generan, debido a que el efecto de interacción (AB) es elevado comparado con el valor de los efectos principales (A y B), siendo necesario recurrir a la representación gráfica mostrada en la Figura 12 (resultados obtenidos para la humedad del filtrado) para interpretarlos. La significancia estadística de los efectos se muestra en la Tabla 33, referente al análisis de varianza. Tabla 16. Análisis de varianza para la velocidad de sedimentación (ANOVA). Suma de cuadrados

GL

Cuadrado medio

Razón -F

Valor -P

0,9075

1

0,908

0,310

0,5957

0,0408

1

0,041

0,010

0,9093

AB

2,8616

1

2,862

0,990

0,3583

Bloques

24,9475

2

12,474

4,310

0,0690

Error Total

17,3533

6

2,892

Total (corregido)

46,1108

11

Fuente A: Concentración de sólidos (%) B. Dosificación de floculante (g/t)

Gráfica 7. Efectos principales sobre la humedad del filtrado. Fuente: paquete estadístico

Fuente: paquete estadístico

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La Tabla 16 (ANOVA) proporciona la variabilidad de la humedad del filtrado en piezas separadas para cada uno de los efectos. El análisis de varianza reporta la suma de cuadrados, los grados de libertad, los cuadrados medios, la razón-F y el valor-P. En este caso, el análisis de varianza (ANOVA) de la Tabla 16 muestra que ningún efecto tiene un valor-P menor que 0,05; sin embargo, existe una interacción significativa entre los factores experimentales (AB) que enmascara la trascendencia de los efectos principales. De acuerdo a la revisión documental, Montgomery (2004) expresa que: “Una interacción es una forma de curvatura en el modelo de superficie de respuesta”; por lo tanto, dos factores presentan efectos principales que influyen significativamente en la humedad del filtrado: Concentración de sólidos y la dosificación de floculante. La desviación estándar de los resultados promedios es 0,651%. El parámetro estadístico R2 es: 2

R=

SS Modelo 0,9075+ 0,0408+2,8616+24,9475 = = 0,623660 SS Total 46,1108

El 62% de la variabilidad de la humedad del filtrado en el diseño es debido a la concentración de sólidos, dosificación de floculante, interacción entre la concentración con el floculante; y del efecto de bloque. La Gráfica 7 presenta la curva de distribución de frecuencia (a) y el gráfico de probabilidad normal (b) para la humedad del filtrado, con el fin de determinar si los datos cumplen con una distribución normal.

Gráfica 7(b) Gráfica de probabilidad normal para la humedad del filtrado. Fuente: paquete estadístico De acuerdo a la Gráfica 7a, el 95% de los valores están comprendidos entre 20,27% y 22,87% ( x= x́ ± 2 σ ). El supuesto de normalidad se verificó mediante la curva de probabilidad normal (Gráfica 7b), en donde se obtuvo un comportamiento aproximadamente lineal, lo que indica que se cumple dicho supuesto, es decir el modelo es adecuado. Tabla 17. Resumen estadístico para la velocidad de sedimentación. Recuento 12,000 Promedio 21,568 Mínimo 18,180 Máximo 24,800 Rango 6,62 Sesgo estandarizado 0,197 Curtosis estandarizada -0,659 Fuente: paquete estadístico La Tabla 17 muestra el resumen estadístico para la humedad del filtrado. En este caso, el valor del sesgo estandarizado (0,197) se encuentra dentro del rango esperado para datos provenientes de una distribución normal. El valor de curtosis estandarizada (-0,659) se encuentra dentro del rango esperado para datos provenientes de una distribución normal.

Gráfica 7(a). Curva de distribución normal

En la Gráfica 8 de valores aberrantes se muestra la dispersión de los valores de humedad del filtrado sobre la horizontal con el fin de determinar la existencia de posibles puntos atípicos en muestras de poblaciones normales mediante los residuales.

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Para una baja concentración (20%), la dosificación de floculante tiene un efecto importante, ya que la humedad decrece 1,09%. Mientras que, para una concentración de 25%, al cambiar la dosificación de baja a alta, la humedad tiene un incremento de 0,86% (21,41 a 22,27%). Esto último se debe a que se forman redes muy espaciadas entre las partículas por enlaces de contacto entre el polímero (floculante) y las partículas del densificante.

Gráfica 8. Residuales contra valores observados de humedad del filtrado. Fuente: paquete estadístico Para los 12 valores de humedad del filtrado, la media y la desviación estándar son 21,568% y 2,047%, respectivamente. Se hace evidente que el valor más extremo se encuentra en la fila 11 (18,18%) con un residual de 1,65; puesto que el valor-P para la prueba de Grubb es mayor que 0,05 entonces dicho valor no es un aberrante significativo. Todos los valores entran dentro de las dos desviaciones estándar (-2 y 2), concluyendo que en el modelo no existen valores atípicos.

El floculante Bozefloc A61-BT es un polielectrolito sintético de carácter “aniónico”, el cual ocasiona la formación de flóculos de tamaños más representativos debido a los puentes de hidrógeno que generan retículos más grandes, como se muestra en la Figura 40. Dichos puentes formados se deben al alto peso molecular del agente floculante. El floculante empleado (copolímero superabsorbente) está compuesto por cadenas de unidades estructurales que se repiten, siendo los monómeros: acrilato de sodio y acrilamida, que se unen de diferentes formas por medio de enlaces químicos.

Como aporte para la interpretación de los resultados se muestra la Gráfica 8 y 9 de las respuestas promedio para cada combinación de los tratamientos: Figura 13. Flóculos formados en la sedimentación. Fuente: Autor Los altos valores correspondientes al porcentaje de humedad se deben a la capacidad que tiene el floculante de absorber grandes cantidades de agua; los monómeros acrilato de sodio y acrilamida son responsables de éste evento. En el caso del acrilato de sodio, este fenómeno se debe a que en su estructura molecular existen grupos de carboxilato de sodio que cuelgan de la cadena principal del polímero. Gráfica 9. Interacción de los factores experimentales sobre la humedad del filtrado. Fuente: paquete estadístico

Estos grupos, al entrar en contacto con el agua desprenden el catión sodio Na+, altamente soluble, dejando libres iones negativos de carboxilato.

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Los iones negativos se repelen entre sí, estirando la cadena principal y provocando el aumento de su volumen. En la Figura 14, se evidencian los agregados voluminosos en las tortas de filtrado del densificante.

Figura 14. Flóculos formados en la torta de filtrado. Fuente: autor.

Tabla 19. Factores establecidos y óptimos Factor Establecimiento Concentración de sólidos (%) 20,00 Dosificación de floculante (g/t) 50,00 Fuente: paquete estadístico La combinación óptima es una concentración de sólidos de 20% y una dosificación de floculante de 50 g/t, con una velocidad de sedimentación de 14,5667 cm/min y una humedad del filtrado de 20,7467%; tomando en consideración que la finalidad del experimento es maximizar la velocidad de sedimentación y minimizar la humedad del filtrado del densificante ORIMATITA® en las operaciones de espesado y filtrado.

4. CONCLUSIONES Las características óptimas de los factores experimentales se presentan en la Tabla 18; la finalidad del experimento es minimizar la humedad del filtrado. Tabla 18. Optimización de la humedad de filtrado. Factor Concentración de sólidos (%) Dosificación de floculante (g/t)

Bajo

Alto

Óptimo

20,00

25,00

20,00

40,00

50,00

50,00

Fuente: autor. La combinación óptima es una concentración de sólidos de 20% y una dosificación de floculante de 50 g/t, con una humedad del filtrado óptima de 20,7467%. Los valores registrados en planta referentes a la humedad en el filtrado (filtro de discos) van de 10 – 15%, lo cual permite observar que el resultado obtenido empleando el agente floculante sale de los estándares solicitados, debido a la baja capacidad de reducción de agua en la etapa de filtrado. Por lo tanto, una previa adecuación en la etapa de filtración y secado podrá generar un producto apto para su posterior despacho (humedad <5%). Optimización del diseño factorial 22. Habiendo construido los modelos para ambas respuestas, las características óptimas de los factores se muestran en la Tabla 19:

1. En el proceso de producción del densificante nacional ORIMATITA® se presentó una pulpa de alimentación al tanque espesador que contiene un alto porcentaje de agua (75 – 80% en peso) y en conjunto con las características físicas del producto genera una baja eficiencia en la operación de espesado, ocasionando: Baja reducción de agua en la pulpa. Pérdida de material por rebose. Baja concentración de sólidos en la descarga. La pulpa espesada generada en la descarga del tanque espesador es enviada a la zona de filtrado y debido a las razones mencionadas anteriormente disminuye la eficiencia en el filtrado y se obtiene un producto con un contenido de humedad entre 10 – 15%. 2. La materia prima FPO (Finos para ORIMATITA®) utilizada para este estudio presentó un D80 de 1982,94 µm (1,98294 mm). El contenido de humedad es de 5,22%, siendo un valor óptimo para la posterior etapa de molienda. La evaluación de la composición química de la muestra reveló un contenido de hierro de 64,25% y contenido de sílice de 1,43%, encontrándose dentro del rango requerido por el cliente. Finalmente, la muestra cumple con los lineamientos de calidad establecidos por PDVSA Intevep, en cuanto a materia prima para la producción del densificante nacional ORIMATITA®. La muestra del densificante nacional ORIMATITA® obtenida mediante una estricta operación de molienda

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y clasificación cumplió con las especificaciones de calidad establecidas por PDVSA Intevep, presentando las siguientes características:  La granulometría del 90% en volumen es de 37,89 µm.  El análisis químico evidencia un contenido de hierro de 63,28% y un contenido de sílice de 2,02%.  La proporción de humedad es de 0,40%.  La densidad es de 4,6 g/cm3. 3. Se encontraron modelos estadísticos para la determinación de la velocidad de sedimentación y el porcentaje de humedad del filtrado de las partículas del densificante nacional ORIMATITA® a escala laboratorio. Los datos experimentales cumplieron con una distribución normal, para el modelo de velocidad de sedimentación, el 95% de la distribución está comprendida entre 10,29 y 15,99 cm/min; mientras que para el modelo de humedad del filtrado, el 95% de los valores están comprendidos entre 20,27 y 22,87%. La combinación óptima del diseño factorial 22 es: 20% de concentración de sólidos y una dosificación de floculante de 50 g/t (Bozefloc A61-BT), tomando en consideración que la finalidad del experimento es maximizar la velocidad de sedimentación y minimizar la humedad del filtrado del densificante nacional ORIMATITA® en las operaciones de espesado y filtrado. 4. En las pruebas de sedimentación, la adición del agente floculante influye positivamente en la velocidad de sedimentación con respecto a la velocidad obtenida en la prueba en blanco (2,6 cm/min), aumentando hasta 5 veces más la velocidad de caída de las partículas del densificante. La mayor velocidad de sedimentación la presenta el tratamiento 3 (concentración de sólidos de 20% y dosificación de 50 g/t) con 14,57 cm/min. La concentración de sólidos final osciló entre 60,52% y 65,83%, representando un aumento significativo con respecto a la concentración inicial (20 – 25%), traduciéndose en un incremento en la eficiencia del proceso de espesado, contribuyendo a su vez en la ganancia de sólidos de descarga del tanque espesador. El empleo del agente floculante además garantiza

menores tiempos de operación y mayor producción del densificante. En las pruebas de filtrado efectuadas con la adición de floculante, el contenido de humedad va desde 20,75% hasta 22,27%. El menor contenido de humedad lo posee el tratamiento 3 (concentración de sólidos de 20% y dosificación de 50 g/t) con 20,75%. 5. Las pruebas de sedimentación y filtrado a escala laboratorio, bajo las condiciones óptimas del modelo general, son factibles operativamente. Llevando a cabo un escalado a la Planta Piloto y un presunto ajuste en la etapa de filtración y secado es posible obtener un producto apto para su posterior despacho (humedad <5%).

5. RECOMENDACIONES 1. Evaluar bajo la misma metodología experimental utilizada en esta investigación, el efecto de emplear otras variables en el diseño experimental planteado como: pH de la pulpa y copolímeros con distintos ratios de monómeros. Además, emplear menores dosis de floculante a la óptima (50 g/t) en las pruebas de sedimentación, con el fin de obtener menores porcentajes de humedad en el filtrado a los registrados en planta. 2. Determinar de manera exacta la relación de monómeros (tipo de carga) del floculante Bozefloc A61BT empleando el ensayo de espectroscopía infrarroja. En función de lo antes mencionado, un copolímero altamente aniónico puede requerir una suspensión con un pH alto y un copolímero catiónico requiere un pH bajo. 3. Efectuar las pruebas de jarras (jar test) en el laboratorio para seleccionar los parámetros óptimos del floculante, en cuanto a dosificación y naturaleza del agente, con el fin de lograr el desempeño deseado en planta (claridad del sobrenadante aproximada y porcentajes de sólidos que pueden lograrse). 4. Se debe tener especial atención cuando se formule un floculante para un proceso de sedimentación, pues se debe tener en cuenta que dependiendo de las características de la suspensión a procesar y de las características del floculante, se produce una dinámica

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ESTUDIO DE LA INFLUENCIA DE DILUCIÓN DE PULPA EN LA ETAPA DE FILTRADO A ESCALA LABORATORIO SOBRE LOS PARÁMETROS TÉCNICOS ÓPTIMOS DEL DENSIFICANTE NACIONAL EN LA PLANTA PILOTO DE FERROMINERA ORINOCO.

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de sedimentación determinada la cual debe ser evaluada si va en beneficio del proceso productivo y con los resultados esperados. 5. Medir y controlar el pH en la pulpa de proceso, ya que esta variable tiene influencia en el proceso de sedimentación y es importante detectar que agentes externos o internos del proceso pueden modificar el valor del pH en la pulpa. 6. El control de pH en la pulpa toma una mayor influencia en un proceso de sedimentación donde se dosifique algún tipo de floculante, ya que el cambio de pH modifica de manera marcada la dinámica de la sedimentación sin importar si la calidad y tipo de floculante, composición química, distribución granulométrica en la pulpa se mantengan constantes en el proceso. Es importante que el pH bajo el cual se formuló determinado floculante sea mantenido al menos el tiempo en el que se dosifica tal floculante. 7. Uno de los aspectos a tener en cuenta y buscando optimizar al máximo el uso de floculante, es el tema de la preparación de estos aditivos pues en gran medida una buena preparación ayuda a optimizar al máximo el efecto que estos floculantes tienen sobre la sedimentación de suspensiones, como aspectos recomendados se tiene:  La dilución de estos agentes para la adición a la suspensión debe ser en agua con bajos contenidos de ultrafinos (que no sean aguas recirculadas del mismo u otros procesos) pues esto disminuye la capacidad que el aditivo tiene para flocular.  Se debe tener controlada la temperatura del agua en el cual se prepara “diluye” el floculante.  Además de los aspectos anteriores a la hora de preparar el floculante, es importante como se homogeniza el floculante con el agua, pues se recomienda hacerlo bajo un escenario de corte entre agua – floculante y no hacerlo con medios mecánicos de agitación como hélices, ya que dañan la cadena polimérica reduciendo dramáticamente la capacidad del floculante, para esto se debe considerar la preparación en recipientes con cilindros concéntricos y movimiento relativo entre

ellos o con la utilización de toberas.  Se debe considerar la homogeneización del floculante diluido con la pulpa, con el fin de permitir que el floculante pueda tener el mayor contacto con toda la superficie de las partículas de la suspensión mineral antes de entrar al tanque espesador. 8. Se hace especial recomendación en la operación de los espesadores y sus variables a controlar, entre los aspectos más importantes a tener en cuenta están:  El trabajo continuo de los espesadores (alimentación y descarga de la pulpa simultáneamente) además de favorecer la estabilidad en la operación del equipo, garantiza la continuidad en las diferentes zonas constitutivas de un proceso de sedimentación las cuales optimizan la eficiencia del equipo y mejoran las capacidades de eliminación de agua.  La alimentación al espesador debe estar en lo posible dentro de un régimen laminar para evitar turbulencias, permitiendo generar y conservar las diferentes zonas de sedimentación con las ventajas antes mencionadas.  El rebose debe ser lo más limpio posible.  El producto espesado debe tener la densidad fijada para ser enviada al filtro.  No debe existir agitación violenta dentro del tanque espesador.

6. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS [1] Blanco, E. (2014). Pulpas. [En línea]. Disponible en: http://ocw.unican.es/ensenanzastecnicas/tecnologia-mineralurgica/materiales-declase-1/3._pulpas.pdf. Consultado: 09 de enero de 2017. [2] Bustamante, O. (2009). Estudio de sedimentación de suspensiones y su efecto en la reducción de humedad en la pasta en proceso de la industria del cemento. Trabajo de grado. Universidad Nacional de Colombia, Medellín. [3] Butragueño, J., Grima, C. & Rodríguez, A. (2013). Evolución de los equipos de decantación para

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estériles de mina: Del espesador convencional al de cono profundo para la decantación de pasta. [En línea]. Disponible en: http://oa.upm.es/29987/1/INVE_MEM_2013_16576 3.pdf. Consultado: 11 de enero de 2017. [4] COVENIN 3617. (2000). Norma Venezolana, Minerales de Hierro y Productos Siderúrgicos. Métodos de muestreo y preparación de muestras. [En línea]. Disponible en: http://www.sencamer.gob.ve/sencamer/normas/36 17-00.pdf. Consultado: 25 de enero de 2017. [5] Cuesta, G., Guerra, F. & Struck, A. (2008). Floculación. [En línea]. Disponible en: http://fjartnmusic.com/Personal/UIA_files/Floculaci o%CC%81n%20PPT.pdf. Consultado: 09 de enero de 2017. [6] ESCONDIDA. (2004). Fundamentos teóricos aplicados a plantas concentradoras de sulfuros de cobre. Fundamentos teóricos de sedimentación. [En línea]. Disponible en: https://es.slideshare.net/Gallas190987/4fundamentos-teoricos-de-sedimentacin. Consultado: 17 de enero de 2017. [7] Espinoza, F. & Salinas, G. (2012). Evaluación experimental del comportamiento de la velocidad de sedimentación de partículas. Revista Ingenierías Universidad de Medellín, 11(20). Disponible en: http://www.scielo.org.co/pdf/rium/v11n20/v11n20a 20.pdf. Consultado: 23 de febrero de 2017. [8] Gasos P., Jodra L. & Pérez, C. (1957). Métodos de cálculos de espesadores por ensayos discontinuos. [En línea]. Disponible en: https://www.scribd.com/doc/215785423/SedimentAc-i-On. Consultado: 23 de febrero de 2017. [9] González, A. (2010). Elaboración de manual de operación de la planta de tratamiento de aguas residuales de la empresa NARMX de México S.A. de C.V. Trabajo de grado. Universidad Tecnológica de Querétaro, Santiago de Querétaro. [10] Harriott, P., McCabe, W. & Smith, J. (1991). Operaciones unitarias en ingeniería química (4ta edición). Madrid: McGraw-Hill. [11] Jiménez, A. & Valcárcel, J. (2008). Tratamiento de lodos. [En línea]. Disponible en: http://ocw.uc3m.es/ingenieria-quimica/ingenieriaambiental/material-clase/MC-F-218.pdf. Consultado: 02 de marzo de 2017. [12] Los Quenuales. (2004). Manual de espesamiento y

filtrado. [En línea]. Disponible en: https://ar.scribd.com/document/332491988/manua l-espesamiento-y-filtrado-pdf. Consultado: 02 de marzo de 2017. [13] Montgomery, D. (1997). Diseño y análisis de experimentos (2da edición). México, D.F.: Limusa Wiley. [14] Olmedo, M. (2005). Diseño del flujograma de procesamiento de mineral de hierro para la obtención de un densificante para la industria petrolera. Trabajo de grado. Universidad Central de Venezuela, Caracas. [15] Onofre, E. (2014). Procedimiento constructivo de tanques rectos en la planta de tratamiento de aguas residuales Atotonilco. Trabajo de grado. Universidad Nacional Autónoma de México, México D.F. [16] Pérez, J. (1981). Manual de tratamiento de aguas. Trabajo de grado. Universidad Nacional de Colombia, Medellín. [17] Pérez, J. (2006). Diseño de Ingeniería conceptual de una planta para el beneficio de caolín calidad cerámica y cemento blanco. Trabajo de grado. Universidad Industrial de Santander, Bucaramanga. [18] Remedios, A. (2011). Evaluación de diferentes floculantes en pulpas de tercera etapa de lixiviación del proceso carbonato amoniacal. [En línea]. Disponible en: http://www.redciencia.cu/geobiblio/paper/2011_Re medios_Gandol_MIN5-P5.pdf. Consultado: 08 de marzo de 2017. [19] Reséndiz, V. (2007). Instalación y operación de un clarificador-espesador e-cat, para la recuperación de agua a partir de los desechos de una planta de beneficio de minerales. Trabajo de grado. Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo, Hidalgo. [20] Sánchez, M. (2008). Concentrabilidad de mineral de hierro de bajo tenor: cuarcitas ferruginosas duras del yacimiento san isidro (nivel 625). Trabajo de grado. Universidad Nacional Experimental Politécnica “Antonio José de Sucre”, Puerto Ordaz. [21] Sayago, J. (2001). Estudio del efecto de la forma y el tamaño de las partículas sobre la velocidad de sedimentación gravitacional de suspensiones. Trabajo de grado. Universidad Central de Venezuela, Caracas.

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Eventos sobre Ciencia, Tecnología e Innovación (CTI) La Revista Mundo Ferrosiderúrgico lista una serie de algunos de los Eventos, Seminarios, Simposios, Congresos, Jornadas y Charlas Técnicas de importancia para el sector ferrosiderúrgico, que se realizarán a Nivel Regional, Nacional e Internacional en los meses de julio y agosto de 2018.

Se les recuerda que esta sección es informativa, la Revista Mundo Ferrosiderúrgico y el CIGC, no gestiona ninguna de estas actividades.

Por: Lcdo. Siullman Carmona Departamento Investigaciones Aplicadas Gerencia Centro de Investigación y Gestión del Conocimiento Ferrominera Orinoco

Sí Ud. Tiene información sobre un evento relevante que desee compartir. Comunicarse por el correo: siullmanc@ferrominera.com


Seminarios, Simposios, Congresos, Jornadas y Charlas Técnicas que se realizarán a Nivel Regional, Nacional e Internacional en los meses de julio y agosto de 2018

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EVENTO

Seminario web PACEBreakthrough Mining: Innovating from the Orebody Out with Jon Treen & Dave Richardson, Stantec

FECHA

10 julio 2018

LUGAR

Seminario WEB Mundial. 1:30 PM - 3:00 PM AST

CONTACTO Organiza: Stantec

https://register.gotowebinar.com/re gister/5692830694885464833

Organiza: Mining Indaba www.miningcumbre.com 10 al 11 agosto 2018

Santiago, CHILE Sheraton Santiago Hotel & Convention Center, Santa María 1742

fred.noce@miningcumbre.com

+44 (0) 207 779 8890

Latin America Mining Cumbre

Tailings 5o Seminario Internacional en Gestión de Relaves

Simulation of Mining and Haulage Systems

11 al 13 julio 2018

17 al 20 julio 2018

CHILE

Organiza: Gecamin

Organiza: OptiTek Mining Consulting Ltd. http://optitek.ca/ Edmonton, CANADÁ University of Alberta Campus

hooman@optitek.ca + 7808939365 Organiza: Spire Events Pte Ltd.

25 al 26 julio 2018

https://www.spire-events.com/ New Delhi, INDIA Sheraton

Mining Investment India

Safemining Segundo Seminario Internacional de Seguridad y Salud Ocupacional en Minería

daniel.radz@spire-events.com +65 6717 6018

1 al 3 agosto 2018

CHILE

Organiza: Gecamin

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Seminarios, Simposios, Congresos, Jornadas y Charlas Técnicas que se realizarán a Nivel Regional, Nacional e Internacional en los meses de julio y agosto de 2018

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EVENTO

FECHA

LUGAR

16 al 17 agosto 2018

Lima, PERÚ Sol de Oro Hotel, Miraflores, Calle San Martín 305 Miraflores

GEOMETALLURGY 2018

3a Conferencia: Excelencia Estratégica en la Minería

29 al 30 agosto 2018

CONTACTO Organiza: International Metallurgical Consultants http://www.encuentrometalurgia.c om alfredo.olaya@encuentrometalurgia.co m

+51 14893145 Organiza: Metal Bulletin Events

Santiago, CHILE Sheraton Santiago Hotel & Convention Center, Santa María 1742

www.metalbulletin.com/events

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Efemérides sobre Ciencia, Tecnología e Innovación (CTI)

Lanzamiento del satélite VENESAT-1 (Simón Bolívar), primer satélite artificial propiedad del Estado venezolano lanzado desde el Centro Espacial de Xichang, China el 29 de octubre de 2008. Es administrado por el Ministerio del Poder Popular para la Ciencia y Tecnología a través de la Agencia Bolivariana para Actividades Espaciales (ABAE) de Venezuela para el uso por el Ministerio de Ciencia y Tecnología a mediados de 2004. Su principal aplicación es de comunicaciones, posee una masa de 5100 kg y sus dimensiones son 3,6 m de altura, 2,6 m en su lado superior y 2,1 m en su lado inferior.

La Revista Mundo Ferrosiderúrgico, informa los acontecimientos científicos y tecnológicos más importantes de la Historia en Venezuela y el Mundo entre los meses de julio y agosto.

Por: Lcdo. Siullman Carmona Departamento de Investigaciones Aplicadas Gerencia Centro de Investigación y Gestión Conocimiento Ferrominera Orinoco

del


Acontecimientos científicos y tecnológicos más importantes de la Historia en Venezuela y el Mundo entre los meses de julio y agosto

REVISTA MUNDO FERROSIDERÚRGICO • ISSN: 2343-5569 (Internet) • AÑO VII • NÚMERO 33 • JUNIO DE 2018 EFEMÉRIDES DE JULIO 1º de Julio 1751 - En París se publica el primer tomo de la Enciclopedia o diccionario razonado de las ciencias, las artes y los oficios. 1858 - Charles Darwin y Alfred Russel Wallace presentan la comunicación que establece los principios de la teoría de la evolución mediante la selección natural.

1967 - Estados Unidos lanza el satélite de estudio geodésico Dodge.

1979 - Sony presenta el Walkman.

2 de Julio

2012 - La Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN) hizo público el descubrimiento de una nueva partícula subatómica que confirma con más de un 99’99% de probabilidad la existencia del Bosón de Higgs. 5 de Julio 1687 - Se publica los Principia, nombre con que comúnmente se conoce a la obra Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica escrito por sir Isaac Newton.

1996 - Reino Unido nace la oveja Dolly, primer animal clonado. 2012 – El gigante Google dedica su "doodle" a los 201 años de la independencia de Venezuela con una composición gráfica en la que figuran los colores patrios y una estampilla con la imagen del Churún Merú, salto de agua más alto del mundo ubicado en el Parque Nacional Canaima, estado Bolívar. 7 de Julio

1897 - Guglielmo Marconi patenta la radio.

1996 - Primera TV digital por satélite en Latinoamérica: Directv con su satélite Geoestacionario Galaxi III. 1966 - Francia realiza su primer ensayo atómico en el atolón de Mururoa. 4 de Julio 1929 – Pierre-Georges Latécoère funda COMPAGNNE GENERALE AÉROPOSTALE (Aeropostal), la primera aerolínea comercial venezolana. Empezó sus operaciones con dos monomotores "Latecoére 28" en vuelos regulares desde Maracay en (Boca de Río). Esos vuelos se operaban así: uno a Maracaibo, (Grano de Oro) en occidente, y otro a Ciudad Bolívar, en el oriente. 1956 - La Whirlwind del MIT recibe por primera vez data por teclado. Adiós a las tarjetas perforadas!

1997 La sonda espacial Mars Pathfinder de la NASA toma contacto con la superficie de Marte.

1948 - Claude Shannon usa por primera vez la palabra bit en su publicación A Mathematical Theory of Communication. 10 de Julio 1962 - Estados Unidos lanza al espacio el Telstar (primer satélite de comunicaciones).

2013 - El Dron X-47B es el primer avión no tripulado en aterrizar en un portaaviones. 11 de Julio 1811 - El científico italiano Amedeo Avogadro publica su ensayo sobre el contenido molecular de los gases. 1913 – El primer choque de carros en Venezuela (entre Gustavo Zingg y un ingeniero alemán) ocurre en la Esquina de Gradillas, Caracas. Un editoral escrito por el diario El Universal el día 12, reseña el evento como algo catastrófico, asegurando que "todavía hay tiempo de ponerle remedio al mal” 13 de Julio 1919 - El dirigible R34 británico aterriza en Norfolk, Inglaterra y se convierte en el primer dirigible que realiza un viaje completo a través del Océano Atlántico después de 182 horas de vuelo

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Acontecimientos científicos y tecnológicos más importantes de la Historia en Venezuela y el Mundo entre los meses de julio y agosto

REVISTA MUNDO FERROSIDERÚRGICO • ISSN: 2343-5569 (Internet) • AÑO VII • NÚMERO 33 • JUNIO DE 2018 1974 - El escultor y profesor húngaro Ernő Rubik inventa el Cubo de Rubik el primer rompecabezas mecánico tridimensional. 14 de Julio 1949 – La Unión Soviética detona su primera bomba atómica. 1995 – MPEG (Moving Picture Experts Group) da a conocer el formato MP3. 16 de Julio 1964 - Alfred Nóbel patenta la nitroglicerina como explosivo. 1945 - En el marco del Proyecto Manhattan, se realiza la Prueba Trinity el primer test exitoso de una bomba nuclear de fisión. Empieza así la era atómica. 1969 - Despega el Apolo 11 con el objetivo de ser la primera misión en llevar un hombre a la Luna.

23 de Julio 1886 - Gottlieb Daimler inventa el automóvil. Velocidad máxima: 16 km/h. 1829 - William Austin Burt patenta el tipógrafo.

2004 - La revista Science publica la creación de una nueva vacuna contra la bacteria Haemophilus influenzae tipo b, que causa neumonía y meningitis. 25 de Julio 1932 – Estrenada en el Ateneo de Maracay la película La Venus de nácar, de Efrain Gómez. La primera cinta sonora hecha en Venezuela

1976 - En un hospital de Inglaterra nace el primer niño probeta, Louis Brown .

27 de Julio 18 de Julio 1928 - La estadounidense Amelia Earhart se convierte en la primera mujer en sobrevolar el Océano Atlántico. 19 de Julio 1957 - Sobre el Sitio de pruebas de Nevada, la Fuerza Aérea de Estados Unidos dispara el primer misil nuclear aire-aire que detona a 6000 m de altura. 20 de Julio 1969 - El módulo lunar Eagle, de la misión espacial Apolo 11 se posa en la Luna a las 20:17:40 (hora internacional UTC). Cinco horas y media más tarde, Neil Armstrong y Edwin E. Aldrin serían los primeros hombres en pisar la superficie lunar. 1969 - Primera transmisión vía satélite en Venezuela: El hombre llega a la luna por RCTV. 25 de Marzo 21 de Julio 1983 - En la Base Vostok de la Antártica se alcanza la temperatura más baja registrada por el hombre, -89,2° Celsius.

1921 - Los científicos Frederick Grant Banting y Charles Best logran aislar la hormona insulina que segrega el páncreas. 28 de Julio 1979 - Primera versión del Sistema UUCP (Sistema para redes) para comunicación de datos entre computadoras. Berkeley 3BSD. Es instalado en Venezuela en la Universidad Simón Bolívar. Se Licencia Unix versión 7, que se populariza de manera explosiva como plataforma para experimentar y desarrollar tecnología, probar algoritmos, protocolos de comunicación, lenguajes de programación y manejadores de Base de Datos. EFEMÉRIDES DE AGOSTO 1° de Agosto 1774 - El químico y pastor presbiteriano Joseph Priestley identifica el oxígeno, un gas al que denominó en un primer momento “aire deflogisticado”. Priestley descubrió además que en contacto con él las velas ardían y brillaban más. 1990 - Tim Berners-Lee sugiere crear un Sistema de Redes de Hipervínculos. El origen de la World Wide Web.

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Acontecimientos científicos y tecnológicos más importantes de la Historia en Venezuela y el Mundo entre los meses de julio y agosto

REVISTA MUNDO FERROSIDERÚRGICO • ISSN: 2343-5569 (Internet) • AÑO VII • NÚMERO 33 • JUNIO DE 2018 2 de Agosto 2001 - Ericsson presenta el T39, el primer celular con Bluetooth

4 de Agosto 1693 – El monje benedictino Dom Perignon “inventa” el champán. 5 de Agosto 1666 - En París se funda la Academia de Ciencias, obra de Jean-Baptiste Colbert.

1858 - Se tiende el primer cable transatlántico submarino desde el que se transmitirá, dos días después, el primer telegrama entre el Viejo y el Nuevo Mundo.

1897 - Felix Hoffmann descubre el ácido acetilsalicílico, conocido como aspirina. 11 de Agosto 1906 - Eugène Lauste patenta un procedimiento de película sonora.

12 de Agosto 1851 - En Boston (Estados Unidos), Isaac Merrit Singer patenta la máquina de coser.

1981 - IBM introduce al mercado el primer ordenador personal (PC o personal computer).

6 de Agosto 1945 - En Hiroshima (Japón), Estados Unidos realiza el primer bombardeo atómico de la historia, convirtiéndose en el único país del mundo en la Historia humana que utilizó el poder atómico sobre una población civil. Días después realizará el segundo y último bombardeo atómico, sobre Nagasaki. 9 de Agosto

1173 - En Italia se inicia la construcción de la Torre de Pisa. 1884 - La ciudad de San José (Costa Rica) se convierte la primera ciudad de América Latina en poseer iluminación eléctrica y la tercera en el mundo después de Nueva York y París. 1892 – Thomas Alva Edison recibe la patente del telégrafo de dos vías.

1945 - En Nagasaki (Japón), Estados Unidos realiza el segundo lanzamiento atómico contra civiles en la Historia humana con la bomba fatman. 10 de Agosto 1839 - En Francia se presenta el daguerrotipo, el primer paso hacia la fotografía.

1991 - Telcel es la primera empresa en ofrecer servicio de telefonía celular en Venezuela (AMPS 1G).

2005 - EE. UU. lanza la sonda Mars Reconnaissance Orbiter hacia Marte. 13 de Agosto 1913 - Harry Brearley inventa el acero inoxidable.

1991 - Se estrena la consola Super Nintendo Entertainment System. 14 de Agosto 1835 - Jacob Perkins logra una patente sobre una máquina para la obtención de hielo. 1881 - El médico Carlos Finlay logra demostrar que el agente transmisor de la fiebre amarilla es el mosquito Aedes aegypti. 1932 - En Italia, Guglielmo Marconi pone a punto el primer aparato para ondas ultracortas. 16 de Agosto

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Acontecimientos científicos y tecnológicos más importantes de la Historia en Venezuela y el Mundo entre los meses de julio y agosto

REVISTA MUNDO FERROSIDERÚRGICO • ISSN: 2343-5569 (Internet) • AÑO VII • NÚMERO 33 • JUNIO DE 2018 1917 - Se consigue en Virginia la primera comunicación inalámbrica y radiofónica entre un avión y la estación en tierra, así como entre dos aviones.

1859 - En Titusville (Pensilvania), el emprendedor estadounidense Edwin Drake (1819-1880) descubre el primer pozo de petróleo en el mundo.

1950 - Por primera vez en Venezuela se efectúa una transmisión de imágenes por televisión. El suceso abarcado fue una conferencia desde el Hospital de la Cruz Roja hasta el Hotel Ávila, donde tenía lugar un evento para convencer a empresarios de invertir en esta tecnología.

1910 – Thomas A. Edison lleva a cabo la primera demostración del quinetoscopio, un cinematógrafo con sonido. 29 de Agosto 708 - En Japón se acuñan monedas por primera vez.

1982 - Royal Philips Electronics fabrica el primer disco compacto del mundo, en Hanover, Alemania. 17 de Agosto 1908 - Se presenta en París Fantasmagoría, la primera película de animación, creada por Émile Cohl. 18 de Agosto 1858 - Entre Europa y América se realizan las primeras comunicaciones por cable submarino.

1885 - Gottlieb Daimler patenta la primera motocicleta.

1929 - El dirigible alemán Graf Zeppelin realiza el primer vuelo alrededor del mundo.

20 de Agosto 1920 - En Detroit empieza a emitir la primera radio comercial de la historia, 8MK. 24 de Agosto 2006 - La Unión Astronómica Internacional publica una nueva definición de planeta que excluye a Plutón. El Sistema Solar reduce su número de planetas de nueve a ocho.

2003 - Presentado Skype Beta. Se inicia la telefonía sobre P2P.

30 de Agosto 1879 - Thomas A. Edison presenta su primer aparato telefónico.

25 de Agosto 1609 - Galileo Galilei presenta y demuestra su primer telescopio ante el senado.

1984 - Seiko reloj RC-1000, Smartwatch: 16kb RAM. primero con interface a PC. 31 de Agosto

26 de Agosto

1955 - Es presentado el primer vehículo impulsado por energía solar, un pequeño 1936 - Primera transmisión mundial de coche de unos 40 cm diseñado por William TV, realizada por la British Broadcasting G. Cobb, de la compañía General Motors. Corporation (BBC). Éste utilizó 12 pilas fotoeléctricas de selenio. Así consiguió convertir la luz en una corriente eléctrica capaz de generar suficiente energía como para poner en marcha un pequeño 27 de Agosto motor eléctrico que movía la maquinaria del vehículo. 1831 - El británico Michael Faraday descubre el fenómeno de la inducción magnética.

1950 - Creada la Corporación Suiche 7B, primera red de telecajeros en Venezuela.

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Revista Mundo Ferrosiderúrgico Es una publicación de la Gerencia Centro de Investigación y Gestión del Conocimiento de Ferrominera Orinoco. Política de Ciencia, Tecnología e Innovación de Ferrominera Orinoco. Promover la investigación para la generación, aplicación y divulgación de conocimientos, técnicas y tecnologías, con base en las necesidades de la organización en materia de ciencia, tecnología e innovación, mediante el fortalecimiento de las actividades de desarrollo tecnológico, vigilancia y resguardo de la información, transferencia y consolidación de redes de conocimiento y de apoyo en la ejecución y seguimiento de proyectos conjuntos de investigación, desarrollo e innovación; a los fines de incrementar el capital intelectual y aumentar su valor dentro del entorno organizacional, mejorar continuamente los procesos y la competitividad; así como fortalecer las relaciones entre los actores regionales, nacionales e internacionales, asociados a la gestión tecnológica. http://www.ferrominera.gob.ve/ http://www.ferrominera.gob.ve/cigc http://issuu.com/mundoferrosiderurgico

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Revista Mundo Ferrosiderúrgico no 33  

1) El versátil OBM (Metálico a Base de Mineral). Parte 2. Cómo recuperar lo que usted invirtió….Una guía para el mantenimiento del valor del...

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