Una tubería-resistente al desgaste para lodos concentrados

Introducción

El concentrado mineral se transporta por tuberías en muchas operaciones mineras después de la trituración, molienda y separación.

El concentrado de cobre, el concentrado de mineral de hierro, el concentrado de níquel, el concentrado de oro y otros productos minerales a menudo se mezclan con agua antes de ser bombeados a las instalaciones de almacenamiento, puertos o a la siguiente etapa de procesamiento.

Esto no es lo mismo que transportar agua limpia.

La lechada concentrada contiene partículas minerales sólidas y algunas de estas partículas pueden ser extremadamente duras. La tubería está expuesta a una fricción continua a medida que el lodo se mueve a través de ella. Los cambios de presión, la velocidad del flujo, los residuos químicos y el transporte-de larga distancia pueden hacer que las condiciones de funcionamiento sean aún más exigentes.

Para una tubería de acero, las principales preocupaciones suelen ser el desgaste interno y la corrosión. A medida que la pared interior se vuelve más rugosa o delgada, el mantenimiento se vuelve más difícil y aumenta el riesgo de fugas.

UHMWPE (polietileno de peso molecular ultraalto) adopta un enfoque diferente. Su alta resistencia al desgaste, superficie interna lisa, resistencia química y peso relativamente bajo lo hacen adecuado para el transporte de lodos concentrados abrasivos.

¿Qué es el transporte de concentrado mineral?

El concentrado mineral es el material valioso que se separa del mineral durante el procesamiento del mineral.

La ruta de procesamiento puede incluir trituración, molienda, flotación, separación magnética o separación por gravedad. Una vez que los minerales valiosos se han separado de los materiales de desecho, el concentrado se puede mezclar con agua y transportar en forma de lechada.

Los ejemplos comunes incluyen concentrado de cobre, concentrado de mineral de hierro, concentrado de níquel, concentrado de oro, concentrado de litio y concentrado de fosfato.

Una tubería de concentrado normalmente funciona junto con bombas de lodo, instalaciones de almacenamiento, equipos de filtración y sistemas de carga.

La tubería en sí tiene contacto directo con la lechada concentrada durante toda la operación. Eso hace que la superficie interna de la tubería sea una parte importante del sistema.

¿Por qué la lechada concentrada es dura para las tuberías?

El principal problema es el material sólido que se mueve a través de la tubería.

1. Desgaste abrasivo

Las partículas minerales rozan continuamente contra la pared interna de la tubería. El cuarzo, los minerales que contienen sílice-, las partículas que contienen metal-y los fragmentos finos de roca pueden contribuir al desgaste.

El efecto se vuelve más notorio cuando la suspensión tiene una alta concentración de sólidos o las partículas son duras.

Con el tiempo, el desgaste abrasivo puede reducir el espesor de la pared y eventualmente generar fugas o mantenimiento no planificado.

2. Desgaste por impacto

No todo el desgaste proviene del simple deslizamiento.

Las partículas también pueden golpear la pared de la tubería, particularmente cuando el flujo cambia de dirección.

Los codos y las flexiones son áreas comunes de preocupación. Las válvulas y las secciones de descarga de bombas también pueden sufrir un desgaste más severo que las secciones rectas de la tubería.

Por este motivo, el material de las tuberías por sí solo no es suficiente. También es necesario considerar la ubicación de las curvas, la velocidad del flujo, las características de las partículas y la concentración de la lechada.

3. Exposición química

La lechada concentrada puede contener residuos químicos de flotación y otras operaciones de procesamiento de minerales-.

Dependiendo del proceso, el lodo puede contener sustancias ácidas, sales u otros químicos.

En el caso de las tuberías de acero, la corrosión puede ocurrir junto con la abrasión. Cuando la corrosión ya ha dañado la superficie interna, el movimiento continuo de partículas puede acelerar la pérdida de material.

¿Qué es una tubería de concentrado de UHMWPE?

UHMWPE significa polietileno de peso molecular ultraalto.

Se utiliza en aplicaciones donde los materiales de tuberías comunes pueden tener dificultades para lidiar con el desgaste abrasivo continuo.

El material tiene una combinación de propiedades que son útiles para el transporte de concentrados:

Alta resistencia a la abrasión

Baja fricción

Dureza de alto impacto

Resistencia química

Bajo peso

La superficie interior lisa es otra característica importante. En lugar de depender principalmente de una gruesa pared de acero para resistir el desgaste, el UHMWPE utiliza una estructura polimérica resistente que puede absorber el impacto de las partículas y resistir deslizamientos repetidos.

Para lodos concentrados, esa diferencia puede ser importante durante largos períodos de operación continua.

Tubería UHMWPE versus tubería de acero para transporte de concentrado

图 1

El acero todavía desempeña un papel importante en los oleoductos mineros, particularmente donde se requiere una alta resistencia estructural.

La diferencia es que una tubería de concentrado también necesita lidiar con un contacto continuo entre la pared de la tubería y los sólidos abrasivos. Para este tipo de servicio, el comportamiento frente al desgaste de la superficie interna se convierte en un factor de selección importante.

Ventajas clave de la tubería de concentrado UHMWPE

图 2

1. Alta resistencia a la abrasión

En el caso de lodos concentrados, el desgaste suele ser una de las primeras cosas a tener en cuenta.

Las partículas minerales duras pasan continuamente a través de la tubería. El problema se vuelve más serio cuando la lechada tiene una alta concentración de sólidos o contiene partículas gruesas y duras.

UHMWPE tiene una estructura molecular resistente y buena resistencia al servicio abrasivo. Puede soportar el contacto repetido con partículas minerales sin depender únicamente del mayor espesor de la pared.

Esto es particularmente útil para tuberías de lodos de largo recorrido-donde el desgaste interno es una preocupación importante de mantenimiento.

2. Superficie interna lisa y baja fricción

La condición de la pared interior afecta cómo se mueve el lodo a través de la tubería.

UHMWPE tiene una superficie interna lisa y un bajo coeficiente de fricción. Esto reduce la resistencia entre el lodo y la pared de la tubería.

Una tubería de acero puede volverse más áspera a medida que se desarrolla corrosión, desgaste y depósitos. Una superficie más lisa puede ayudar a mantener condiciones de flujo más consistentes.

Para el transporte de concentrado, esto es útil no sólo para el rendimiento hidráulico sino también para reducir la tendencia del material a adherirse a la pared de la tubería.

3. Resistencia química

La suspensión concentrada no siempre es químicamente neutra.

Los reactivos de procesamiento y las características del mineral pueden exponer la tubería a medios ácidos, alcalinos o salinos.

El UHMWPE tiene buena resistencia a muchos entornos químicos y no sufre corrosión electroquímica de tipo acero- convencional.

Aún es necesario comprobar la compatibilidad química exacta con la composición, concentración y temperatura reales de la suspensión.

4. Buena resistencia al impacto

Las partículas minerales grandes o duras pueden golpear la pared de la tubería durante el transporte.

Esto es especialmente relevante alrededor de codos, curvas y otras áreas donde cambia la dirección del flujo.

El UHMWPE tiene buena tenacidad y resistencia al impacto, lo que permite que el material de la tubería absorba parte de la energía del impacto en lugar de comportarse como un material quebradizo.

5. Menor peso de la tubería

El UHMWPE es considerablemente más ligero que el acero.

Esto facilita el manejo y el transporte, particularmente cuando las tuberías deben moverse por sitios mineros remotos o áreas de instalación difícil.

El menor peso de la tubería también puede simplificar el levantamiento y posicionamiento durante la instalación.

En el caso de tuberías de concentrado de larga-distancia, esto puede marcar una diferencia práctica durante el transporte y el trabajo en el sitio.

Parámetros clave de tubería UHMWPE

*La comparación de abrasión depende del método de prueba, los materiales y las condiciones de operación. Debe tratarse como una referencia en lugar de un índice de vida garantizado del campo-.

Aplicaciones de la tubería de concentrado UHMWPE

Las tuberías de UHMWPE se pueden utilizar para diferentes servicios de transporte de concentrados, entre ellos:

Transporte de concentrado de cobre

Tuberías de concentrado de mineral de hierro

Transporte de concentrado de níquel

Tuberías de concentrado de oro

Tuberías de procesamiento de litio

La especificación de la tubería debe seleccionarse de acuerdo con las propiedades del concentrado y las condiciones de operación en lugar de solo con el nombre del mineral.

¿Cómo seleccionar una tubería de concentrado?

Antes de seleccionar la pipa, es útil comprender el concentrado en sí.

Características del concentrado

La información importante incluye la concentración de sólidos, el tamaño de las partículas, la dureza del mineral y la densidad de la lechada.

Una tubería que transporta partículas finas en una concentración moderada tiene características de desgaste diferentes a las de una que transporta partículas gruesas y duras con una alta concentración de sólidos.

Condiciones de funcionamiento

La longitud de la tubería, la presión de trabajo, la velocidad del flujo, la temperatura y el entorno de instalación afectan las especificaciones requeridas de la tubería.

Las curvas y los codos también merecen atención porque pueden experimentar un desgaste más severo que las secciones de tubería recta.

Requisitos de materiales de tubería

Vale la pena considerar el UHMWPE cuando la aplicación tiene fuertes requisitos de resistencia a la abrasión, baja fricción interna y resistencia química.

Para un proyecto con alta presión o requisitos mecánicos especiales, también se deben evaluar la estructura de la tubería y el método de conexión.

Preguntas frecuentes

¿Qué es una tubería de concentrado?

Una tubería de concentrado transporta lodo de concentrado mineral desde una instalación de procesamiento hasta el almacenamiento, un puerto u otro lugar de procesamiento.

¿Por qué utilizar tuberías UHMWPE para el transporte de concentrado?

Las principales razones son su alta resistencia a la abrasión, superficie interna lisa, baja fricción y resistencia química. Estas propiedades son útiles cuando la pulpa contiene partículas minerales duras y la tubería opera continuamente.

¿Es el UHMWPE mejor que los tubos de acero para lodos concentrados?

Los dos materiales tienen diferentes fortalezas. El acero proporciona una alta resistencia mecánica, mientras que el UHMWPE es particularmente adecuado para aplicaciones donde la abrasión interna, la fricción y la exposición química son preocupaciones importantes.

La elección final depende de la presión, el diámetro, las características de la lechada, las condiciones de instalación y la estructura de tubería requerida.

¿Qué afecta la vida útil de una tubería de concentrado?

Los principales factores son la dureza del mineral, la concentración de sólidos, el tamaño de las partículas, la velocidad del flujo, la geometría de la tubería, la presión y las condiciones de operación.

¿Se desgastan los codos más rápido que los tubos rectos?

Ellos pueden. Los cambios en la dirección del flujo pueden aumentar el impacto de las partículas y la turbulencia alrededor de curvas y codos. La tasa de desgaste real depende de las propiedades de la lechada, la velocidad, la geometría de curvatura y el material de la tubería.

Conclusión

Las tuberías de concentrado mineral tienen que lidiar con algo que las tuberías de agua ordinarias no tienen: el movimiento continuo de partículas sólidas abrasivas.

El acero proporciona un fuerte soporte mecánico, pero su superficie interna puede verse afectada tanto por la abrasión como por la corrosión.

UHMWPE aborda el problema de manera diferente. Su alta resistencia a la abrasión, superficie lisa, baja fricción, resistencia química y bajo peso lo hacen adecuado para aplicaciones exigentes de lodos concentrados.

No se trata simplemente de elegir el material con mayor resistencia. Las preguntas más útiles son qué partículas hay en el lodo, qué tan duras son, cuánto material sólido está presente, qué tan rápido se mueve el lodo y qué presión debe soportar la tubería.

Para el transporte de concentrado, estos detalles determinan si el UHMWPE es el material de tubería adecuado y qué especificaciones se deben utilizar.

Tubería de concentrado de UHMWPE - construida para servicio continuo de lodos abrasivos.

Metatítulo

Tubería UHMWPE para Transporte de Concentrado Mineral|Tubería resistente a la abrasión

Meta descripción

Tuberías de UHMWPE para transporte de concentrado mineral. Alta resistencia a la abrasión, baja fricción y resistencia química para tuberías de cobre, mineral de hierro, níquel y otros lodos concentrados.

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