Producción de dióxido de titanio mediante el proceso de sulfato: consideraciones clave para bombear lodos ácidos de alta concentración utilizando bombas de cerámica
La suspensión de TiO₂ del método del sulfato es un objetivo en constante cambio. Desde la etapa de digestión hasta la hidrólisis, el nivel de ácido ha aumentado dramáticamente y la temperatura ha alcanzado potencialmente hasta 110 grados Celsius. Los sólidos de la suspensión no son granos blandos y redondeados, sino una mezcla de mineral sin reaccionar, sílice y cristales finos de TiO₂. Algunos de los sólidos son duros y tienen bordes afilados. La bomba tiene que lidiar con la abrasión y la corrosión del proceso, siendo estos factores dinámicos.
Las piezas cerámicas mojadas generalmente tienen sentido aquí, pero no son una mejora general. El carburo de silicio es donde la mayoría de los compradores deberían comenzar. Es lo suficientemente duro como para que el impacto de las partículas no deforme la superficie como lo hace con el caucho o muchos metales; la vida útil de los sólidos finos y duros puede ser varias veces mayor que la de una aleación con alto contenido de cromo. La alúmina aparece en algunas posiciones de menor carga, aunque el carburo de silicio sigue siendo la elección más segura para los peores puntos del circuito.
El problema es la fragilidad. Un impulsor o carcasa de cerámica no se doblará bajo abuso. El funcionamiento en seco, un objeto extraño de gran tamaño, un trozo de aglomerado de gran tamaño o un choque térmico repentino pueden agrietarlo. El caucho absorberá una parte de la energía, mientras que la cerámica no. Esto no significa que la cerámica sea débil, solo significa que el sistema debe evitar que entren sólidos grandes y la bomba debe operarse con precaución. Si hay residuos que pueden llegar a la succión sin llegar aguas arriba, asegúrese de manipularlos antes de seleccionar el material. Ninguna bomba de cerámica compensa un sistema de succión sucio.
Los componentes cerámicos humedecidos pueden manejar ácido sulfúrico con las especificaciones que ofrece este método, sin las restricciones de temperatura que plantean muchos recubrimientos de caucho. La suavidad de su superficie también es beneficiosa para minimizar la incrustación: cuando el ácido varía o la lechada se enfría en la tubería inactiva, los cristales se forman más rápido en superficies más rugosas.
La zona del sello merece más escrutinio que la carcasa. Un solo sello mecánico en una mezcla ácida caliente es una mala apuesta. La configuración práctica son sellos mecánicos dobles con fluido de barrera y las caras deben ser de carburo de silicio sobre carburo de silicio. El fluido de barrera mantiene el ácido alejado del lado atmosférico y extrae el calor de las caras. Si se pierde la presión o el flujo de la barrera, el ácido puede cristalizar entre las caras y masticarlas rápidamente. El lavado de sellos no es un detalle menor en esta tarea: es parte de mantener viva la bomba.
Las condiciones de succión importan tanto como el material. Los sólidos de TiO₂ se sedimentan rápidamente una vez que cae la velocidad. Un lecho sedimentado estrecha la tubería y cambia lo que recibe la bomba. Operar con flujo bajo o tener una línea de succión parcialmente obstruida causa cavitación. En cerámica, la cavitación puede ser más que ruido y pérdida de carga. La cavitación genera energía concentrada en una superficie frágil y puede iniciar grietas. Utilice una línea de succión corta que esté inclinada hacia la bomba y que tenga suficiente velocidad para transportar sólidos. Si la operación lo requiere, estrangular la descarga, estando dentro de la curva. Nunca acelere en el lado de succión.
El cierre es otro punto de falla silencioso. La suspensión ácida que queda en la carcasa se enfría y puede depositarse alrededor del impulsor. Comenzar contra esa masa impone una carga de flexión sobre un material casi sin ductilidad. Enjuague con agua limpia antes de que la bomba se detenga, mientras la lechada todavía se está moviendo, no después de que la línea haya reposado durante la noche. La misma regla para las bombas de reserva: una bomba de cerámica es un mal lugar para almacenar lodo de proceso.
En términos de abastecimiento, es mejor evitar hablar de cerámica y metales. En lugar de eso, vaya a los detalles: ¿Cuál es el tamaño de las partículas en la bomba? ¿Cuál es el diseño de succión? ¿Cuáles son las disposiciones de los sellos? ¿Qué es el protocolo de descarga? Vale la pena invertir en piezas cerámicas mojadas cuando se trata de partículas finas y duras, un diseño de succión consistente y un procedimiento de apagado adecuado. La misma bomba que funciona con partículas gruesas, succión inconsistente y sin descargas la acercará a lo que peor hace. Por lo tanto, aplicar las instalaciones correctas permite que la bomba cerámica convierta una operación complicada en un problema de mantenimiento con solución.
