Study of phosphoric acid slurry rheological behavior in the attack reactor and development of a model to control its viscosity using artificial intelligence

Ahmed Bichri; Hamid Mazouz; Souad Abderafi

doi:10.56294/dm2023160

Artículos originales

Published: 2023-12-30

DOI: https://doi.org/10.56294/dm2023160

Estudio del comportamiento reológico de la lechada de ácido fosfórico en el reactor de ataque y desarrollo de un modelo para controlar su viscosidad mediante inteligencia artificial

Resumen

Este trabajo tiene como objetivo determinar las propiedades reológicas de la lechada industrial de ácido fosfórico y su comportamiento en las condiciones de operación del proceso de producción de ácido fosfórico. Para ello, se llevaron a cabo varias pruebas experimentales sobre el purín, utilizando un Reómetro (Anton Paar), en el que se comprobó el efecto de la temperatura y del contenido en sólidos. Los resultados muestran que, para una tasa de sólidos fija, la viscosidad del purín disminuye con las temperaturas de 75°C a 82°C y aumenta para temperaturas superiores a 82°C consideradas como la temperatura máxima requerida por el proceso. Este fenómeno se debe al cambio morfológico del yeso que corresponde al intervalo de formación del hemihidrato de sulfato de calcio. Para una temperatura fija, la viscosidad aumenta con el incremento del contenido en sólidos de la pasta (31% a 37%). La viscosidad aumenta con el gradiente de cizallamiento. El aumento de la carga sólida en el purín incrementa su resistencia al flujo y al movimiento. Por lo tanto, el purín tiene una mayor tendencia a sedimentar. Un estudio comparativo de cuatro modelos reológicos, Casson, Bingham, Ostwald y Herschel-Buckley, condujo a la selección del modelo Herschel-Bulkley. Éste predice el comportamiento de los lodos de fosfato con un coeficiente de correlación del 99,9% y un MAE inferior al 4%. En general, los resultados muestran que el flujo umbral de los purines es despreciable y su comportamiento no es lineal. Así pues, el purín es un fluido no newtoniano, con un comportamiento reológico dilatante. Los distintos ensayos realizados permitieron medir la viscosidad de la suspensión de ácido fosfórico para distintos contenidos en sólidos y a distintas temperaturas. Los resultados obtenidos nos permitieron estudiar el comportamiento reológico y desarrollar un modelo de red neuronal artificial para controlar la viscosidad de la suspensión en el tanque de ataque de ácido fosfórico.

Keywords:

Comportamiento Reológico,

Modelos Reológicos,

Ácido Fosfórico,

Contenido en Sólidos del Purín,

Cómo citar

Bichri A, Mazouz H, Abderafi S. Estudio del comportamiento reológico de la lechada de ácido fosfórico en el reactor de ataque y desarrollo de un modelo para controlar su viscosidad mediante inteligencia artificial. Data and Metadata [Internet]. 30 de diciembre de 2023 [citado 6 de julio de 2024];2:160. Disponible en: https://dm.saludcyt.ar/index.php/dm/article/view/160

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