Simulación fluidodinámica computacional (CFD) en el diseño de un sistema de transporte para pulpa de relaves de cobre-zinc

Abstract

Una unidad minera del Perú ha proyectado un depósito futuro a 22 km respecto a la planta concentradora, por lo que se requiere diseñar un nuevo sistema de transporte para la pulpa de relave cobre-zinc. La definición de los componentes principales del sistema de transporte de relaves en las primeras etapas de ingeniería definirá la viabilidad y continuidad del proyecto. El diseño de un sistema de transporte de pulpa requiere de la estimación de las pérdidas de presión, lo cual resulta retador por las múltiples características variables de la pulpa (velocidad, concentración de sólidos, tamaño de partícula, etc.). En la tesis de investigación se estimaron las pérdidas de presión mediante la simulación fluidodinámica computacional (CFD) y se analizaron sus efectos en el diseño del sistema de transporte. Mediante el análisis de los resultados obtenidos en el software Ansys Fluent, se definió que el modelo Euleriano granular presenta una mayor precisión que el modelo de mezcla granular. Además, se corroboró que un diseño del sistema de transporte de relaves haciendo uso de simulaciones CFD optimiza la capacidad de bombeo y potencia requerida del sistema.

A mining unit in Peru has projected a future tailings facility at 22 km from the concentrator plant, therefore it is required to design a new transport system for the copper-zinc tailings slurry. The definition of the main components of the tailings transport system at the early engineering stages will define the feasibility and continuity of the project. The design of a slurry transport system needs the estimation of pressure losses, which is complicated because of different variable slurry characteristics (velocity, solids concentration, particle size, etc.). In the research thesis, pressure losses were estimated by computational fluid dynamic (CFD) simulations and the effects on the design of a transport system were analyzed. Through the analysis of the results obtained in the Ansys Fluent software, it was defined that the granular Eulerian model shows a better precision than the granular mixture model. In addition, it was confirmed that a design of the tailings transport system using CFD simulations optimizes the pumping capacity and the required power of the system.