El tamaño de partícula es una de las características más importantes que conviene conocer antes de seleccionar una bomba de lodos.

Dos lodos pueden presentar una densidad y una concentración de sólidos similares, pero comportarse de manera muy diferente si uno contiene predominantemente partículas finas mientras que el otro contiene sólidos gruesos y duros.

El tamaño de partícula puede influir en:

• paso de sólidos a través de la bomba;
• selección del impulsor;
• mecanismo de desgaste;
• velocidad de operación;
• riesgo de obstrucción;
• Comportamiento del transporte por tuberías;
• y la gravedad de la tarea general de la lechada.

Por esta razón, Tamaño de partícula de la lechada No debe considerarse como un dato secundario.

En aplicaciones de minería y procesamiento de minerales, los ingenieros deben comprender la distribución del tamaño de partículas y el tamaño máximo esperado de las partículas antes de finalizar la selección de la bomba.

¿Por qué es importante el tamaño de partícula en la selección de una bomba de lodos?

Una bomba de lodos hace más que mover líquido.

Debe permitir que los sólidos en suspensión ingresen a la succión, atraviesen el impulsor y salgan de la bomba sin provocar obstrucciones, desgaste ni problemas hidráulicos inaceptables.

A medida que las partículas aumentan de tamaño, su interacción con la bomba cambia.

En comparación con las partículas finas, los sólidos gruesos pueden suscitar mayores preocupaciones relacionadas con:

• tamaño del pasaje;
• impacto;
• desgaste localizado;
• sedimentación de sólidos;
• y obstrucción.

El tamaño de partícula también interactúa con otras características de la lechada.

Una bomba que maneja sólidos gruesos pero relativamente blandos puede enfrentar condiciones distintas a las de una bomba que maneja partículas minerales más pequeñas pero extremadamente duras y abrasivas.

Por ello, la selección de una bomba para lodos debe tener en cuenta siempre más que el simple diámetro de las partículas.

1. La distribución del tamaño de partículas es más útil que un único valor

Uno de los errores de selección más frecuentes consiste en proporcionar únicamente un único valor del tamaño de partícula.

Por ejemplo:

Tamaño de partícula: 2 mm.

Esa información es útil, pero incompleta.

¿Representa 2 mm:

• ¿El tamaño medio de las partículas?
• ¿La partícula más grande?
• ¿Una partícula típica?
• ¿D50?
• ¿D80?
• ¿O en otro punto de la distribución del tamaño de partículas?

Una lechada suele contener una gama de tamaños de partículas.

Por lo tanto, los datos útiles pueden incluir:

• distribución del tamaño de partículas;
• D50 cuando esté disponible;
• D80 cuando sea pertinente;
• tamaño de partícula representativo;
• y el tamaño máximo esperado de las partículas.

Esto le brinda al proveedor de bombas una comprensión mucho mejor de los sólidos que se transportan.

2. El tamaño máximo de partículas afecta el paso de sólidos

Los sólidos más grandes previstos merecen una atención especial.

Una bomba debe contar con un paso interno suficiente para permitir el paso de las partículas previstas a lo largo de la sección húmeda.

Si el tamaño máximo de partícula A medida que se acerca a la capacidad práctica de manejo de sólidos de la bomba, el riesgo de obstrucción o de funcionamiento inestable puede aumentar.

Esto es especialmente importante cuando la lechada contiene:

• partículas de mineral gruesas;
• grava;
• arena;
• material de proceso de gran tamaño;
• o sólidos grandes ocasionales.

Por lo tanto, la bomba adecuada debe seleccionarse en función de la distribución real de los sólidos y no únicamente del tamaño medio de las partículas.

Las aplicaciones que implican sólidos de tamaño excepcionalmente grande también pueden requerir la evaluación de un diseño de bomba diferente, en lugar de limitarse a seleccionar una versión más grande de la misma bomba de lodos.

3. Las partículas finas y gruesas pueden generar desgaste diferente

El tamaño de las partículas también influye en el modo en que se desarrolla el desgaste.

Las partículas abrasivas finas pueden generar una acción erosiva o abrasiva continua a medida que avanzan por la sección húmeda.

Las partículas más gruesas pueden provocar efectos de impacto más intensos, especialmente cuando son duras o angulosas.

Esta distinción es importante porque:

La abrasión por partículas finas y el impacto de partículas gruesas no se abordan necesariamente de la misma manera con la misma configuración del extremo húmedo.

Por ejemplo, un material con una alta resistencia a la abrasión puede rendir bien en aplicaciones que implican partículas finas, pero podría no ser la opción preferida cuando las partículas grandes generan cargas de impacto significativas.

Por lo tanto, el tamaño de partícula debe evaluarse conjuntamente con:

• dureza de la partícula;
• forma de la partícula;
• concentración de sólidos;
• velocidad de la lechada;
• y propiedades del material.

4. La dureza de las partículas es importante, junto con el tamaño de las partículas

Las partículas de gran tamaño no son automáticamente las más abrasivas.

Una partícula mineral dura de menor tamaño puede provocar un desgaste significativo, mientras que una partícula más grande pero más blanda puede dar lugar a un mecanismo de desgaste distinto.

Por esta razón, el tamaño de partículas nunca debe utilizarse por sí solo para estimar el desgaste de la bomba.

En aplicaciones mineras, la información sobre sólidos útiles puede incluir:

• tipo de mineral;
• Dureza de la partícula, cuando se conoce;
• forma de la partícula;
• distribución de tamaños;
• y concentración.

Cuando se combinan partículas duras y angulares con una alta carga de sólidos y un funcionamiento continuo, la aplicación puede convertirse en un candidato sólido para un… Bomba de lodos de servicio pesado .

5. El tamaño de partícula influye en la selección del impulsor

El impulsor es uno de los componentes más importantes en el paso de sólidos.

Los distintos diseños de bombas de lodos pueden emplear configuraciones de impulsor diversas, según las exigencias de la carga hidráulica y los requisitos de manejo de sólidos.

Al considerar la selección del impulsor de una bomba de lodos, el tamaño de las partículas puede influir en:

• paso de sólidos requerido;
• número de álabes;
• geometría del impulsor;
• diámetro del impulsor;
• y el equilibrio entre la eficiencia hidráulica y la gestión de sólidos.

El objetivo no es simplemente elegir el impulsor con la abertura más grande.

El impulsor aún debe cumplir con los requisitos de caudal y altura manométrica, al tiempo que opera de manera adecuada dentro de la bomba y el sistema.

Por esta razón, el tamaño de partícula debe considerarse junto con los requisitos hidráulicos.

6. Los sólidos gruesos pueden requerir una mayor atención a la velocidad de la bomba

La velocidad de la bomba afecta la velocidad de la lechada a lo largo del extremo húmedo.

En aplicaciones abrasivas, una velocidad excesiva puede acelerar el desgaste por erosión.

Cuando una suspensión contiene partículas gruesas y duras, la interacción entre el impacto de las partículas y su velocidad adquiere especial importancia.

Esto no significa:

La lechada gruesa debe bombearse siempre a la velocidad más baja posible.

La bomba sigue necesitando una velocidad suficiente para cumplir con la carga hidráulica requerida.

En cambio, el objetivo es seleccionar una combinación adecuada de:

tamaño de la bomba + impulsor + velocidad de operación + caudal y altura manométrica requeridos.

El uso de una bomba demasiado pequeña y su compensación mediante una velocidad excesiva puede generar condiciones de desgaste desfavorables en ciertas aplicaciones con materiales abrasivos.

7. El tamaño de partícula también es importante en la tubería

La selección de la bomba no puede separarse por completo del diseño de la tubería.

Los sólidos deben circular por todo el sistema, no solo por la bomba.

Si la velocidad del lodo disminuye demasiado, las partículas gruesas pueden comenzar a sedimentarse en los tramos horizontales o de bajo gradiente de la tubería.

Los sólidos acumulados pueden contribuir a:

• resistencia aumentada;
• obstrucción parcial;
• flujo inestable;
• condiciones de reinicio difíciles;
• y, potencialmente, la obstrucción total del conducto.

Por otro lado, una velocidad innecesariamente elevada puede aumentar las pérdidas por fricción y el desgaste abrasivo.

Por lo tanto, la velocidad de transporte adecuada depende de las condiciones de la suspensión y de la tubería.

Para tareas que implican partículas de gran tamaño, los ingenieros deben tener en cuenta ambos:

Manejo de sólidos en bombas + transporte de sólidos por tuberías.

8. El tamaño de partícula debe evaluarse en función de la concentración de sólidos

El tamaño de partícula solo cuenta una parte de la historia.

Considere dos lodos hipotéticos.

Lodo A

• partículas relativamente gruesas;
• baja concentración de sólidos;
• Dureza moderada.

Lodo B

• partículas más pequeñas;
• concentración de sólidos muy alta;
• Minerales abrasivos duros.

Sería incorrecto suponer que la suspensión A representa automáticamente una carga de bombeo más severa solo porque sus partículas son de mayor tamaño.

El número de partículas que atraviesan la bomba y sus características físicas también influyen en el desgaste y en el comportamiento hidráulico.

Por esta razón, la concentración de sólidos debe revisarse siempre junto con el tamaño de partícula.

9. La densidad de la lechada no indica el tamaño de las partículas

Otro error frecuente consiste en suponer que la densidad de la lechada aporta suficiente información para seleccionar la bomba.

No lo hace.

Dos lodos pueden presentar una densidad similar pero distribuciones de tamaño de partícula muy diferentes.

La densidad ayuda a caracterizar la mezcla y es importante para los cálculos hidráulicos y de potencia, pero no indica al ingeniero si los sólidos son predominantemente:

• muy fino;
• de tamaño mediano;
• áspero;
• o, en ocasiones, de gran tamaño.

Por lo tanto:

La densidad de la lechada y la distribución del tamaño de partículas deben proporcionarse por separado.

Esto resulta especialmente importante en el procesamiento de minerales, donde los cambios en la molienda o en la clasificación pueden alterar de manera significativa los sólidos que llegan a la bomba sin producir un cambio evidente en los datos de densidad básica.

10. El cambio de la mena o de las condiciones del proceso puede modificar el tamaño de partícula

Una bomba puede haber sido seleccionada correctamente y, aun así, presentar problemas más adelante.

¿Por qué?

Porque las condiciones del proceso pueden haber cambiado.

Las causas potenciales incluyen cambios en:

• características del mineral;
• rendimiento de la trituradora;
• condiciones de molienda;
• rendimiento de la pantalla;
• clasificación;
• operación de ciclón;
• o el rendimiento de la planta.

Estos cambios pueden modificar la distribución del tamaño que alcanza la bomba.

Si una bomba comienza a presentar:

• obstrucción inusual;
• vibración aumentada;
• vida útil más corta en la sección húmeda;
• cambio de rendimiento;
• o un desgaste inesperadamente rápido,

La distribución actual del tamaño de partículas debe compararse con los datos de diseño originales.

Esto es especialmente importante para un/a bomba de lodos de minería Operando en un proceso en el que las condiciones de alimentación varían con el tiempo.

Cómo el tamaño de partícula puede influir en la selección de la bomba

La siguiente tabla ofrece una visión general práctica.

Esta tabla debe utilizarse como una guía inicial de selección y no como un estándar universal de tallas.

La selección final sigue dependiendo del lodo completo y de la carga hidráulica.

¿Cuándo indica el tamaño de partícula un servicio de alta exigencia?

El tamaño de partícula por sí solo no determina si una aplicación requiere una construcción de servicio pesado.

Sin embargo, el caso se vuelve más sólido cuando las partículas gruesas se presentan junto con otras condiciones graves.

Por ejemplo:

Condición de menor gravedad

• partículas finas;
• dureza moderada;
• carga de sólidos relativamente baja;
• Funcionamiento intermitente.

En comparación con:

Condición de mayor gravedad

• partículas gruesas o angulosas;
• sólidos minerales duros;
• alta concentración de sólidos;
• funcionamiento continuo;
• Exposición significativa al desgaste.

La segunda condición merece una evaluación más detenida para aplicaciones de servicio intensivo.

Para una evaluación más amplia, consulte en qué condiciones de lodos es necesario utilizar una bomba de lodos de servicio pesado.

Observe la distinción:

Este artículo responde:

¿Cómo afecta el tamaño de las partículas a la selección?

El artículo enlazado responde:

¿Las condiciones combinadas de mi lechada justifican el uso de una bomba de servicio pesado?

Eso mantiene a los dos recursos complementarios.

¿Qué información sobre el tamaño de partículas debe proporcionar a un proveedor de bombas?

Antes de solicitar la selección de la bomba, proporcione los datos más completos posibles sobre los sólidos.

Un conjunto de datos de proyecto útil incluye:

Si no se dispone de datos detallados sobre el tamaño de partículas, proporcione al menos:

Tamaño típico de partícula + tamaño máximo esperado de partícula + tipo de sólidos + concentración.

Eso resulta mucho más útil que limitarse a describir la lechada como “abrasiva”.

Errores comunes en la selección del tamaño de partícula

Varios errores aparecen de manera recurrente en los proyectos de bombas de lodos.

Error 1: Proporcionar únicamente el tamaño medio de partícula

El tamaño promedio puede ocultar partículas grandes ocasionales que afectan los requisitos de paso.

Error 2: Considerar el tamaño pero ignorar la dureza

El tamaño de partícula no indica cuán abrasivo es el mineral.

Error 3: Seleccionar la bomba antes de revisar la tubería

La bomba puede pasar los sólidos mientras la tubería sigue presentando problemas de sedimentación.

Error 4: Asumir que una mayor velocidad resuelve todos los problemas de rendimiento

El aumento de la velocidad puede modificar las condiciones de desgaste y no debe sustituir una selección adecuada de la bomba y del sistema.

Error 5: Considerar la densidad como un sustituto de los datos sobre las partículas

La densidad y la distribución del tamaño de partículas describen distintas características de la lechada.

Evitar estos errores proporciona una base más sólida para la selección confiable de bombas.

Preguntas frecuentes

¿Una bomba de lodos tiene un tamaño máximo de partículas?

👉Sí. Cada diseño de bomba presenta limitaciones prácticas en cuanto al paso de sólidos. El tamaño máximo de partículas admisible depende del tamaño de la bomba, del diseño del impulsor, de las dimensiones internas del conducto, de las características de los sólidos y de las condiciones de operación.

¿Las partículas más grandes son siempre más abrasivas?

👉No. El desgaste también depende de la dureza, la forma, la concentración, la velocidad y el material del extremo húmedo. Las partículas finas y duras también pueden provocar una abrasión severa.

¿El tamaño de partícula afecta al impulsor?

👉Sí. El tamaño de partícula es uno de los factores que se consideran al evaluar el paso y la geometría del impulsor, pero también influyen el caudal, la altura manométrica, la eficiencia, el desgaste y el funcionamiento completo con lodos.

¿Pueden las partículas gruesas obstruir una bomba de lodos?

👉Si las partículas superan la capacidad de paso práctica de la bomba o si ingresan sólidos inadecuados al sistema, puede producirse una obstrucción. Por lo tanto, durante la selección debe tenerse en cuenta la cantidad máxima de sólidos prevista.

¿La densidad de la lechada me indica el tamaño de partícula?

👉No. La densidad de la lechada y el tamaño de partícula son parámetros independientes. Ambos deben proporcionarse cuando sea posible.

¿Las partículas gruesas requieren siempre una bomba de lodos de alta resistencia?

👉No. Los requisitos de servicio pesado dependen de la gravedad combinada del tamaño de las partículas, la dureza, la carga de sólidos, las horas de operación, la carga hidráulica y otras condiciones.

El tamaño de partícula es una de las componentes del trabajo completo con lodos.

El tamaño de partícula influye de manera importante en la selección de la bomba de lodos, pero nunca debe evaluarse de forma aislada.

Una selección confiable considera:

tamaño de partícula + dureza de la partícula + forma de la partícula + concentración de sólidos + densidad de la suspensión + flujo + altura manométrica + condiciones de la tubería + horas de operación.

Las partículas abrasivas finas, los sólidos gruesos y, en ocasiones, las partículas de tamaño excesivo pueden generar requisitos de bombeo muy distintos.

Para tareas de minería que implican sólidos duros, tamaños de partículas variables y servicios abrasivos, debe seleccionarse una bomba de lodos mineros utilizando datos reales del proceso y del lodo.

Cuando partículas gruesas, duras y abrasivas se presentan junto con una alta carga de sólidos y un funcionamiento continuo, una bomba de lodos de servicio pesado podría merecer una evaluación más detallada.

Para la selección específica del proyecto, proporcione la distribución del tamaño de partículas, el tamaño máximo esperado de las partículas, el tipo de sólidos, la concentración, la densidad de la suspensión, el caudal requerido, la altura total y la información correspondiente a la tubería.