| DISEÑO DE FLUJO EXPANDIDO RESULTÓ EN MANEJO CONFIABLE DE TRIHIDRATO DE ALUMINA HUMEDA
ANTECEDENTES
Kaiser Aluminium & Chemical Corp., produce trihidrato de alúmina en su planta de Gramercy, Louisiana. El trihidrato de alúmina húmedo es calcinado para hacer alúmina, o secado y vendido como hidrato. Adicionalmente a estos dos productos, Kaiser quiso vender su trihidrato de alúmina húmedo.
El trihidrato de alúmina es usado en la manufactura de químicos de aluminio, tales como, sulfato de aluminio, clorhidrato de aluminio, fluoruro de aluminio, y alúmina sódica. También es usado como un aislante del fuego y filtro contenedor de las llamas en plásticos, agente de pulido, y como materia prima en la producción de catalizadores y zeolita.
EL PROBLEMA
Kaiser necesitaba un nuevo sistema de manejo y almacenamiento. De acuerdo a Chess Millburn, ingeniero de proyectos de Kaiser, “Las características de manejo del trihidrato de alúmina húmeda eran desconocidas para nosotros. Sólo mirando el material podías ver que era muy diferente al producto seco. Había una percepción general entre los trabajadores de la planta, que tendríamos grandes dificultades manejándolo”.
Los ingenieros de Kaiser determinaron que un silo era la mejor manera de almacenar, siempre que el material pudiera ser manejado confiablemente
LA SOLUCION
 Después de la visita de Jenike & Johanson, se decidió que el siguiente paso era ensayar una muestra de trihidrato de alúmina en nuestro laboratorio, duplicando las condiciones de proceso.
Descubrimos que el queque húmedo era suficientemente cohesivo para formar arco y ratholes estables en silos de flujo embudo y que un tercer patrón de flujo, el flujo expandido, sería el más ajustado. El flujo expandido combina flujo másico y flujo embudo y consiste en una sección de flujo másico en el fondo del silo, extendiéndose lo suficiente en diámetro para prevenir la formación de un rathole. Arriba de esta sección de flujo másico, el silo es diseñado para un patrón de flujo embudo.
Las recomendaciones de Jenike & Johanson para este silo de flujo expandido están mostradas en las figuras. Un alimentador de tornillo de flujo másico fue recomendado para descargar el material desde el silo. Para alcanzar flujo másico en la tolva de transición, el alimentador fue diseñado para retirar material en forma uniforme desde toda el área de descarga de la tolva. Esto fue logrado, asegurando que la capacidad del alimentador se incrementa en la dirección del flujo.
Con flujo másico ocurriendo en la sección de abajo del silo, el trihidrato de alúmina desliza sobre las paredes de la tolva. El desgaste fue una preocupación, debido a que el trihidrato de alúmina es un material abrasivo. Hicimos ensayos para medir la abrasión en la superficie seleccionada para las paredes de la tolva y calculamos el tiempo de desgaste de las paredes de la tolva en las zonas críticas de alta carga y/o de altas tasas de flujo. Encontramos que el trihidrato de alúmina no es tan abrasivo en el material de pared recomendado, de manera que el material seleccionado para el revestimiento durará por muchos años.
Nuestros ingenieros también calcularon las presiones ejercidas en las paredes del silo por los sólidos almacenados. Analizamos dos condiciones diferentes: cargas aplicadas después del llenado inicial del silo, antes de cualquier descarga de material, y cargas después que el material ha comenzado a ser descargado (cargas de flujo).
EL RESULTADO
Kaiser instaló el silo recomendado y su tolva de descarga hace varios años, y han estado manejando confiablemente el trihidrato de alúmina húmedo desde la puesta en marcha. De acuerdo a Mr. Millburn, “Tuvimos nuestras dudas de que el material húmedo pudiera ser manejado. Afortunadamente, los ingenieros de Jenike & Johanson eliminaron para nosotros el factor adivinatorio y nos proporcionaron una solución que excedió nuestras expectativas”.
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