Revisión bibliográfica de práctica de tamizado (página 2)

Los molinos de impactores se parecen a un molino de martillos,
pero no tienen enrejado o tamiz.

Máquinas de rodamiento y compresión: en
esta clase de
molinos las partículas sólidas son aprisionadas y
rotas entre un miembro giratorio y la cara de un anillo o
carcasa. Los tipos comunes son las pulverizadoras de anillo
giratorio, los molinos de rulos y los molinos de rodillos. En el
molino de rodillo (ver figura 5), los rodillos
cilíndricos verticales presionan con gran fuerza contra
un anillo-yunque fijo, o anillo de presión.
Operan a velocidades moderadas con una trayectoria circular. Unos
rastrillos elevan los trozos sólidos desde el piso del
molino y los llevan dentro del anillo y los cilindros, donde se
efectúa la reducción. El producto se
retira del molino con una corriente de aire y va a un
separador-clasificador, del cual se recirculan al molino, para
una reducción posterior, las partículas de
tamaño mayor.

Otros tipos de molino son: molinos de frotamiento, molinos
giratorios y molinos de ultrafino.

Tamizado.

El método
más sencillo y más corriente de separar mezclas por
tamaño es el análisis por tamizado, utilizando tamices
patrón. Se dispone de una serie de tamices patrón
formando una pila, colocando el de malla de abertura más
pequeña en el fondo y el de mayor abertura en la parte
superior. El análisis se lleva a cabo colocando la
muestra en el
tamiz superior y agitando mecánicamente la pila durante un
tiempo
definido. Se retiran las partículas retenidas en cada
tamiz y se pesan, convirtiendo las masas de cada uno de los
tamices en fracciones o porcentajes en masa de la muestra total.
Las partículas que pasan por el tamiz más fino se
recogen sobre un colector colocado en el fondo de la pila.

SUMARIO

           
Para efectuar el estudio de tratamiento de sólidos se
tomó una muestra de piedra de tamaños similares, de
1,120 Kg y se introdujo a la trituradora de mandíbulas
ubicada en el laboratorio de
operaciones
unitarias.

           
Luego se separó el producto de trituración en dos
partes iguales, una de ellas sometiéndose a
análisis por tamizado y la otra se alimentó al
molino.

           
Posteriormente, el producto del molino se sometió a
análisis por tamizado, y se anotaron para cada caso la
masa retenida en cada tamiz y se determinó el volumen de
agua
desplazado por cada fracción.

           
Los resultados obtenidos fueron bastante satisfactorios,
exceptuando el de la potencia y el
rendimiento mecánico.

DESCRIPCIÓN DEL
EQUIPO

En la práctica a realizar se utilizarán los
siguientes equipos:

1. Trituradora de mandíbulas (ver descripción en la revisión
bibliográfica y figura 1).

2. Molino de rodillos (ver descripción en
revisión bibliográfica y figura 5)

3. Agitador de tamices: consiste en un aparato donde se
colocan los tamices, y por medio de un movimiento de
vibración, las partículas más
pequeñas comienzan a pasar a través de las
aberturas de cada tamiz. Este aparato consta también de un
temporizador donde se coloca el tiempo que se desea que se
efectúe la operación de tamizado.

Datos y especificaciones:

1. Triturador de mandíbulas:

·        
Potencia real suministrada: 0,9599 BTU/seg.

·        
Corriente de fase (AMP): 1,5 V/ 2,2 c.

·        
Voltaje (voltios): 345 V/  460 c.

2. Molino de rodillos:

·        
Potencia real suministrada: 1,1345 BTU/seg.

·        
Corriente de fase: 1,8V/ 2,2 c.

·        
Voltaje: 345V/ 460c.

3. Tamices:

MEDIDAS DE SEGURIDAD

Entre las precauciones que se deben tomar para evitar accidentes y
realizar una práctica efectiva, podemos mencionar:

·         No
introducir las manos u otro instrumento en la mandíbula ni
en los rodillos de los trituradores, en caso de atascamiento de
los rodillos o mandíbulas con los sólidos
alimentados, apagar el aparato y avisar al técnico del
laboratorio.

·        
Preferiblemente utilizar Beakers y cilindros plásticos,
para evitar accidentes, ya que se trabaja con sólidos de
dureza moderada que al colocarlos bruscamente en los recipientes
pueden ocasionar que se rompan si el material de dichos
recipientes es vidrio.

·         No
olvidar colocar el colector debajo del último tamiz.

MÉTODO EXPERIMENTAL

1.     Pese 1 Kg de piedras de un
tamaño aproximado de 1"".

2.     Determine con precisión el
tamaño medio de estas partículas. Asuma que el 80%
de estas partículas pasan por un tamiz que tiene esa
abertura.

3.     Intente una dosificación
continua de ese Kg de piedras al triturador de mandíbulas
hasta agotar las partículas y mida el tiempo necesario
para ello.

4.     Divida en 2 partes iguales el
producto de esa trituración.

5.     Una parte de este producto
páselo por la serie de Tyler de mayor a menor (desde 3/2
hasta 200), sin omitir ningún tamiz en la serie. Si toda
la serie no cabe en el agitador, inténtelo por partes
separadas. Si en algunos tamices no se retiene material, no se
preocupe, omítalo y continúe el procedimiento si
es necesario.

6.     pese la fracción retenida en
cada tamiz y tabule el número de tamiz, abertura del
tamiz, fracción retenida acumulada para cada tamiz.
Igualmente determine la densidad de cada
fracción por pesada y desplazamiento de agua y tabule
junto al anterior.

7.     La otra parte restante del Kg de
piedras, introdúzcalo dosificadamente en el molino de
rodillo y mida el tiempo que tarda en pasar toda la muestra.

8.     Al producto de este rodillo
aplíquele los pasos 5 a 8.

DATOS
EXPERIMENTALES

Tabla 1. Datos del
agitador de tamices para la trituración.

Ρprom= 2,3567 g/ml

Tabla 2. Datos del agitador de tamices para la molienda.

Ρprom= 2,6737 g/ml

Tabla 3. Otros datos experimentales.

PROCESAMIENTO DE DATOS

·        
Fracción retenida en cada tamiz.

           
   (1)

Donde, Djn: fracción retenida en el tamiz
n.

·        
Fracción retenida acumulada.

           
 (2)

Donde, n: número del tamiz.

           
j: Fracción retenida acumulada.

·        
Densidad de la fracción retenida en cada tamiz.

Se pesa la muestra que queda en cada tamiz, y se le mide el
volumen por desplazamiento de agua, siendo la densidad:

           
  (3)

·        
Potencia de trituración y molienda.

Se calcula por la siguiente ecuación:

           
  (4)

Donde,  P: potencia en W.

           
T: velocidad de
alimentación en Tm/min.

           
Dpa, Dpb: diámetro de las
partículas de la alimentación y el producto
respectivamente.

           
Wi: índice de trabajo de
Bond.

·        
Superficie específica de una mezcla.

Por análisis diferencial:

           
    (5)

Donde, Aw: superficie específica de la
mezcla.

           
Nt: número de tamices.

           
Dn: media aritmética de Dpn y
Dp(n-1).

·        
Diámetro promedio volumen superficie de las
partículas.

           
  (6)

Donde, Dvs: diámetro superficie-volumen de
las partículas.

·        
Número de partículas en una mezcla.

           
   (7)

Donde, Nw: número de partículas de la
mezcla.

           
a: factor volumétrico de forma.

·        
Masa de sólidos alimentada en cada equipo por
tiempo.

           
  (8)

·        
Rendimiento mecánico (h).

Se despeja de la ecuación:

  (9)

Gráficas:

1.     Distribución de tamaño de
partículas (fracción másica vs tamaño
de la partícula).

2. Distribución de tamaño de partículas
(relación másica acumulativa menor que el
tamaño establecido).

RESULTADOS EXPERIMENTALES

Gráfico Nº 1

Gráfico Nº 2

Gráfico Nº3

Gráfico Nº4

DISCUSIÓN DE
RESULTADOS

Los resultados obtenidos en la experiencia de
trituración y molienda son muy variados, siendo algunos
esperados y otros no satisfactorios.

Comenzando porque se tuvo una diferencia entre las masas
alimentadas a la trituradora y el molino, lo cual indica
pérdida de muestra en cada operación. Esto no
influyó en los cálculos ya que se tomaron las masas
que salieron de cada equipo.

En el análisis por tamizado se observó que para
el material triturado, la mayor cantidad de muestra se
concentró en el tamiz de 3/2, y en  la muestra molida
la mayor cantidad de ésta se concentró en el tamiz
8, aunque su distribución en toda la serie fue bastante
homogénea.

Observando los gráficos obtenidos del análisis por
tamizado se puede decir que son bastante parecidos a la forma en
que deberían dar, ya que poseen la misma tendencia que las
mostradas en la teoría.

En cuanto a la densidad de las fracciones retenidas se observa
que son muy cercanas entre si en ambos casos, utilizándose
una densidad promedio para realizar  los cálculos que
requerían la densidad de la mezcla.

Con respecto a la superficie específica de la mezcla se
observó que para ambos equipos que a medida que el
tamaño de partículas es menor hay mayor superficie
específica de la mezcla, tal como era esperado.

En cuanto al número de partículas posee el mismo
comportamiento
de la superficie específica de la mezcla, esto, debido a
que en el molino de rodillos la fragmentación de las
partículas produce partículas más
pequeñas.

Con respecto al diámetro superficie volumen se
observó que es mayor para la trituradora que para el
molino. Esto es lógico puesto que las partículas en
el molino son más pequeñas.

Cabe destacar que los cálculos de todos estos
parámetros se realizó suponiendo que las
partículas tenían forma cúbica (esto con la
finalidad de tener los factores de
forma) y se utilizó el análisis diferencial,
tomando en cuenta cada una de las fracciones retenidas en los
tamices de la serie.

Los resultados que están dudosos son los de potencia
requerida y por consiguiente el de rendimiento mecánico.
Esto se observa en los pequeños valores de
potencia que se obtuvieron y los muchos más
pequeños rendimientos mecánicos; esto último
pudo suceder por haber sido mal suministrados los datos de
potencia suministrada al equipo.

Los errores producidos en el análisis por tamizado
pudieron ocurrir por el mal funcionamiento del equipo, al cual
había que sostener para que pudiera realizar la
operación, además que habían unas mallas que
estaban un poco rotas, y por allí pudieron haber pasado
partículas más de diámetros más
grandes, produciéndose un error en el cálculo de
la fracción retenida en cada tamiz y en la densidad, y por
consiguiente en todos los demás parámetros.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Luego de la realización de esta experiencia se puede
concluir lo siguiente:

ü  El molino de rodillos produce una mayor
fragmentación de las partículas que la trituradora
de mandíbulas, aunque recalcando que al molino se
alimentan partículas más pequeñas.

ü  La densidad de las partículas es
más o menos constante para ambos equipos.

ü  La superficie específica de la mezcla de
partículas es mayor en el molino que en la
trituradora.

ü  El número de partículas es mayor en
el molino que en la trituradora.

ü  El diámetro superficie-volumen es mayor en
la trituradora que en molino.

ü  La potencia requerida es mayor en la trituradora
que en el molino.

ü  El rendimiento mecánico es mayor en la
trituradora que en el molino.

También se pueden dar las siguientes
recomendaciones:

ü  Uso de balanzas de mayor precisión con la
finalidad de establecer balances de materia
precisos y cuantificar con mayor exactitud las posibles
pérdidas de materiales.

ü  Instalación de tapas en el lugar de
alimentación del molino y la trituradora para evitar
pérdida de muestra.

ü  Reparar el agitador de tamices para obtener una
mejor operación y mejores resultados.

BIBLIOGRAFÍA

·        
MC-CABE W. y SMITH, J. "Operaciones Básicas de Ingeniería Química. Volumen
II". Editorial Reverté, S.A.. Argentina, 1977.

·        
PERRY, R. y colaboradores. "Manual del Ingeniero
Químico. Tomo II". Sexta Edición. Editorial Mc-Graw-Hill. México,
1996.

Autora:

Gabriela Martínez