L’addensamento (thickening) è un’operazione di separazione solido-liquido che aumenta la percentuale di solidi di una polpa minerale mediante sedimentazione controllata. Il risultato è duplice: un overflow chiarificato, ricco di acqua recuperabile, e un underflow più denso, destinato a filtrazione, pompaggio, stoccaggio o ulteriori trattamenti.
Nel trattamento dei minerali l’addensamento è essenziale perché una polpa troppo diluita occupa grandi volumi, richiede più energia di pompaggio e rende meno efficaci molte operazioni successive. Al contrario, una polpa troppo densa può diventare difficile da movimentare e può generare intasamenti, instabilità operative o perdite di chiarificazione.
Schema di funzionamento
Un addensatore lavora in modo continuo. La polpa entra in una zona di alimentazione, le particelle solide sedimentano verso il fondo e un sistema di raschiatori convoglia il fango addensato verso lo scarico inferiore. L’acqua chiarificata trabocca in superficie.
Le zone tipiche sono:
| Zona | Funzione |
|---|---|
| alimentazione | dissipa energia e distribuisce la polpa |
| chiarificazione | separa liquido limpido e solidi sospesi |
| sedimentazione ostacolata | concentra le particelle in discesa |
| compressione | aumenta la frazione solida dell’underflow |
| scarico | estrae la polpa addensata in modo controllato |
La qualità dell’overflow e la densità dell’underflow devono essere valutate insieme. Spingere troppo la densità di scarico può peggiorare la chiarificazione; puntare solo a un overflow limpido può produrre un underflow troppo diluito.
Flusso solido e dimensionamento
Il dimensionamento preliminare usa spesso il metodo del flusso solido:
dove G è il flusso di solidi, C_s la concentrazione di solidi, v_s la velocità di sedimentazione, A l’area richiesta, Q_s la portata secca di solidi e G_{\lim} il flusso limite ricavato da prove di sedimentazione.
Il punto critico è che la velocità di sedimentazione non è costante: diminuisce quando aumenta la concentrazione, perché le particelle interferiscono tra loro. Per questo le prove di laboratorio devono essere interpretate con cautela e non sostituite da una semplice legge di caduta di una particella isolata.
Fattori che controllano la prestazione
La prestazione dipende da:
- distribuzione granulometrica, perché i fini sedimentano lentamente;
- densità dei minerali e del liquido;
- forma e rugosità delle particelle;
- concentrazione iniziale dei solidi;
- pH, forza ionica e chimica superficiale;
- tipo e dosaggio dei flocculanti;
- tempo di residenza;
- carico idraulico e carico solido;
- stabilità della portata di alimentazione.
I flocculanti aggregano particelle fini in fiocchi più grandi e sedimentabili. Un dosaggio insufficiente lascia molti fini in sospensione; un dosaggio eccessivo può generare fiocchi fragili, costi inutili o peggioramento della reologia dell’underflow.
Uso negli impianti minerari
L’addensamento è usato per:
- recuperare acqua di processo;
- preparare concentrati alla filtrazione mineraria;
- ridurre il volume dei tailings;
- stabilizzare la gestione delle polpe;
- alimentare correttamente circuiti di lisciviazione, flottazione o stoccaggio;
- ridurre carico idraulico e costi di pompaggio.
In un circuito reale l’addensatore non è un’unità isolata: interagisce con macinazione, classificazione, flottazione, filtrazione e gestione degli sterili. Variazioni di granulometria o mineralogia a monte possono cambiare rapidamente la risposta dell’addensatore.
Errori comuni
Gli errori più frequenti sono trascurare i fini, assumere sedimentazione libera quando il regime è ostacolato, dimensionare solo sulla portata liquida, sottovalutare il controllo dell’underflow e ignorare la variabilità del minerale. Un addensatore ben progettato deve mantenere equilibrio tra area disponibile, tempo di residenza, qualità dell’overflow e densità dello scarico.
Vedi anche: Filtrazione mineraria, Tailings, Distribuzione granulometrica, Curva di partizione.