Predicción de la cinética de deslicorización de tortas de filtración a partir de la curva de presión capilar

Abstract

Este trabajo especial de grado, tiene por objeto predecir la cinética de deslicorización de tortas de filtración a partir de parámetros básicos estimados, lo cual representa un importante aporte a los estudios que se han desarrollado en el Laboratorio de Separaciones mecánicas de la Universidad Central de Venezuela (LSM-UCV). En este estudio, se elaboraron pruebas de deslicorización con carbonato de calcio en el equipo filtratest, para obtener de manera experimental las cinéticas de deslicorización de la sustancia en estudio, para ello se prepararon tortas de filtrado por dos mecanismos, por capas y segregadas, y estas se realizaron a tres mezclas que presentaron diferentes tamaños promedios de partículas, y desviación estándar similar, para cada presión seleccionada se construyó una curva de cinética de deslicorización en intervalos de tiempo desde 10 s hasta 300s. Una vez conocidas las cinéticas de deslicorización, se construyeron las curvas de presión capilar, correspondiente a cada mezcla y forma de preparar la torta. Estas se elaboraron a partir de la saturación infinita en un tiempo de 300 s (calculada por el método de Nicolaou), cada una de ellas relacionada a una presión de deslicorización, que en general fue desde 100 mbar hasta 4000 mbar, estas curvas de presión capilar se ajustaron a través del modelo potencial y el modelo de Rosín Rammler, resultando este último como el mejor ajuste a los datos experimentales. Para la predicción de la cinética de deslicorización se estudiaron y/o programaron los modelos de Schubert modificado (con solución por series, y solución por Runge-Kutta (R-K)), el de Wakeman y el de perfil de saturaciones de Nicolaou; de acuerdo a los resultados obtenidos, se enfocó el estudio a través del modelo de Schubert modificado con solución por R-K, ya que este presentaba mayor similitud con las curvas de cinética de deslicorización obtenidas experimentalmente. Estos modelos pueden ser usados contando con información experimental de la curva de presión capilar de la sustancia en estudio. Otra fase muy importante de este estudio, consistió en obtener información básica estimada de la curva de presión capilar, estos datos pueden ser obtenidos con información de la distribución de tamaño de partícula (DTP) de las mezclas de carbonato de calcio seleccionadas, con esta información disponible, usando los diagramas propuestos por Sorrentino (2002), el modelo de Yu Standish, y los diagramas propuestos por Rojas (2002), se obtiene la información necesaria para hacer uso de los modelos de predicción de cinética de deslicorización. Luego de obtener las cinéticas de deslicorización, se elaboró un análisis comparativo entre las predicciones a partir de parámetros experimentales y los parámetros estimados, obteniendo una similitud significativa entre ambos resultados, con excepción de la saturación reducida (Sr), que fue el parámetro que presentó mayor desviación con respecto al valor real. Con este trabajo se determinó, que la estimación de los parámetros de la curva de presión capilar, es una herramienta de utilidad para describir el comportamiento de la cinética de deslicorización.