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Investigación sobre tamices de laboratorio

Enviado por erichnagy



Partes: 1, 2

  1. Introducción
  2. Tamizado
  3. Tamices
  4. Determinación del tamaño de las partículas
  5. Análisis por tamizado
  6. Aplicaciones del análisis por tamizado:
  7. Tejidos para tamices
  8. Tipos de maquinaria para el tamizado
  9. Métodos de separación por aire. Separadores de ciclón
  10. Anexos
  11. Conclusión
  12. Bibliografía

Introducción

En este tema se considera un cierto número mide operaciones para la separación de sólidos por su tamaño. Se tratará, primero, de los métodos para determinar la distribución de tamaños de las partículas de unas muestras por análisis granulométrico. Seguidamente se describe el equipo necesario para el tamizado. A esto seguirá los métodos de separación de polvos de corrientes gaseosas o para separar tales polvos como en dos o más fracciones. Finalmente se describe el equipo necesario para efectuar separaciones aproximadas por tamaño de un material suspendido en una corriente de fluido.

La teoría de cribado prácticamente no existe. Se estudiara una teoría sólo aproximada para la sedimentación. Como se ha observado anteriormente, cuando la teoría es poco consistente, la diversidad de tipos de maquinaria empleados es grandísima. Esta observación es aplicable al equipo de separación por tamaños.

Tamizado

El tamizado es un método físico para separar mezclas. Consiste en hacer pasar una mezcla de partículas sólidas de diferentes tamaños por un tamiz o colador. Las partículas de menor tamaño pasan por los poros del tamiz atravesándolo y las grandes quedan retenidas por el mismo.

El tamizado se realiza haciendo pasar al producto sobre una superficie provista de orificios del tamaño deseado. El aparato puede estar formado por barras fijas o en movimiento, por placas metálicas perforadas, o por tejidos de hilos metálicos. El tamizado consiste en la separación de una mezcla de partículas de diferentes tamaños en dos o más fracciones, cada una de las cuales estará formada por partículas de tamaño mas uniforme que la mezcla original.

La separación de materiales en fracciones de tamaños diferentes tiene, en muchos casos, gran importancia por constituir el medio de preparar un producto para su venta en el mercado, o para una operación subsiguiente.

Por otra parte, esta separación suele constituir en un método de análisis físico, tanto para el control de la eficacia de otras operaciones básicas, tales como la trituración y la molienda como para determinar el valor del producto para algunas de sus aplicaciones específicas.

Por ejemplo en las transacciones de carbón, el tamaño de las partículas constituye la base para su clasificación y venta. Algunos aparatos industriales, como los alimentadores mecánicos empleados en las calderas de vapor, requieren límites definidos de tamaños para su correcto funcionamiento.

En el caso de la arena y grava para hormigón, sólo con unas series de tamaños adecuados puede conseguirse mayor la mayor compacidad, con un mínimo de cemento, y así proporcionar un máximo de resistencia mecánica y una ausencia de espacios vacíos en la masa.

El tamizado en seco se aplica a materiales que contienen poca humedad natural o que fueron desecadas previamente.

El tamizado húmedo se efectúa con adición de agua al material en tratamiento, con el fin de que el líquido arrastre a través del tamiz a las partículas mas finas.

El material que no atraviesa los orificios del tamiz se designa como rechazo o fracción positiva, y el que lo pasa se llama tamizado o fracción negativa. Utilizando más de un tamiz, se producen distintas fracciones de tamizado y pueden designarse según los tamaños de los orificios o según el número de mallas por unidad de superficie, utilizados en la separación.

Tamices

Cualquier estudio sobre el comportamiento del equipo de separación por tamaños, o el de machacado y molido, implica la determinación de la cantidad de material de diferentes tamaños que hay presente. El único método general y práctico para ello, es determinar la fracción de la muestra que pasa a través de un tamiz con una apertura de mallas dada. Antiguamente se acostumbraba a especificar los tamices simplemente por el número de mallas por pulgada lineal. Así, un análisis granulométrico puede indicar el porcentaje en peso del material que pasa a través de un matiz de 10 mallas y es retenido por el 20, el que pasa a través del de 20 es retenido por el de 30, el que pasa a través del 30 y es retenido por el 40, etcétera. Este resultado es muy incorrecto y nunca, debe emplearse a menos que se especifiquen los tamices. La razón estriba en que los tejidos de hijos para un número de mallas por pulgada determinado, se fabrican con una gran variedad de diámetros y a medida que varía éste, la apertura de la malla también varía.

Esto queda reflejado en la tabla más abajo, que hace ver lo improcedente de especificaciones como "tamiz de 30 mallas", y que eligiendo el diámetro de los hilos conveniente, se pueden fabricar desde 20 a 35 mallas por pulgada con casi la misma apertura de malla.

Variación de las aperturas de los tamices con el número de mallas y diámetro del hilo

Número de mallas

Diámetro de mallas, micrones

Apertura de mallas, micrones

30

30

30

30

30

432

356

305

254

203

414

490

541

592

643

Número de mallas

Diámetro del hilo, micrones

Apertura de mallas, micrones

20

22

26

28

30

35

813

711

508

457

381

280

457

445

470

450

465

447

Tamices normales: para remediar esta situación se ha propuesto varias escalas de tamices normalizados, en los que se especifican el diámetro del hilo y el numero de mallas por pulgada de tal forma que existe una relación definida entre las aperturas en un tamiz y el que le sigue en la serie. Una serie corriente de tamices normales es la escala de tamices normales Tyler. Está basada en la en el tamiz de 200 mallas con hilos de 0,0021 pulgadas de diámetro, que dan una superficie libre de 0,0029 pulg.2. Los tamices gruesos que se suceden tienen apertura de un tamiz es aproximadamente el doble de la del más fino que le sigue. Esto indica que el tamaño lineal de las aperturas entre dos tamaños sucesivos de tamices está en la relación 1:. Normalmente, el tamiz más pequeño que se utiliza es el 200 mallas, aunque se dispone de varios tamices más pequeños que llegan a 400 mallas y más, pero que se emplean rara vez, excepto en la investigaciones de laboratorio.

Otra especificación casi igualmente corriente para tamices normales es la M. S. Standard. En ella se utiliza el tamiz normal Tyler, de 200 mallas, pero difiere ligeramente en otros tamaños. La diferencia entre las dos especificaciones (Tyler y M.S. standrad) es menor que las tolerancias permitidas en los tejidos de los tamices, por lo que las dos especificaciones pueden considerarse equivalentes.

Determinación del tamaño de las partículas

El tamaño de una partícula puede expresarse de diferentes modos. Si la partícula es esférica, el valor representativo podrá ser su diámetro, su área proyectada sobre un plano, su volumen o la superficie total de la partícula. Si forma cúbica, el valor representativo de su tamaño puede ser la longitud del lado, el área proyectada, el volumen o la superficie total del cubo.

Existen diversos métodos para medir el tamaño de las partículas, cuyos resultados dependen de la diferencia o intervalo de los tamaños, de sus propiedades físicas y de las características permitidas de desecación o humedad. En el laboratorio se usan, para regular la operación de tamizado, los siguientes métodos:

MICROSCÓPICO: para las partículas muy pequeñas, del orden de unas pocas micras (1 micra = 0,001 mm) la muestra puede examinarse con el microscopio; determinase el tamaño por simple medida sobre una microfotografía de aumento conocido, o puede hallarse directamente mediante un micrómetro de retícula. El método microscópico se utiliza con frecuencia en la medición de partículas de polvo contenidas en la atmósfera, así como para hallar la eficacia de un filtro de un aire.

TAMIZADO: consiste en pasar el material, de modo sucesivo, por una serie de tamices o cedazos que poseen orificios o mallas progresivamente decrecientes. El material que pasó a través de un tamiz y ha sido retenido por otro, porque sus orificios son de menor tamaño que el anterior, suele considerarse como de tamaño igual a la medida aritmética de las aberturas de ambos tamices; este valor representa el tamaño medio o diámetro medio, y se representa por el símbolo Dm .

SEDIMENTACIÓN: se basa en el hecho de que las partículas pequeñas de un determinado producto caen en el seno de un fluido a una velocidad uniforme y proporcional a su tamaño.

ELUTRIACIÓN: se basa también en la velocidad de sedimentación. Si se sitúa el material sólido en una corriente ascendente de un fluido de velocidad fija, las partículas cuya velocidad límite de caída sea inferior a la velocidad del fluido, serán arrastradas por la corriente y llevadas fuera del recipiente. Recogiendo y pesando las fracciones obtenidas en una serie de ensayos con velocidades de fluidos crecientes, se consigue un análisis granulométrico completo.

CENTRIFUGACIÓN: para las partículas de diámetro inferior a 0,5 micras, la sedimentación es demasiado lenta. De ahí que la fuerza de la gravedad se reemplace por la fuerza centrifugadora cuando hay que determinar el tamaño de partículas muy pequeñas.

OTROS MÉTODOS: la fuerza coercitiva (magnética) de un producto paramagnético, tal como la magnetita, es directamente proporcional a su superficie específica, cualquiera que sea su forma geométrica. Esta relación se utiliza para determinar la superficie, o tamaño, de tales partículas. La cantidad de luz trasmitida a través de una suspensión que contiene una cantidad definida de sólido finamente dividido y disperso en kerosén, en un tubo de dimensiones especificadas, depende del área proyectada de las partículas y se utiliza para determinar el tamaño de las mismas.

Análisis por tamizado

Los tamices y cedazos suelen utilizarse en trabajos de control y analíticos. Estos aparatos se construyen con telas de malla de alambre cuyos diámetros de hilos y espaciado entre ellos están cuidadosamente especificados. Estas telas de tamizado constituyen el fondo de las cajas cilíndricas, metálicas o de madera, cuyo diámetro y altura suelen ser de 20 y 5 cm, respectivamente, y cuyos bordes inferiores están dispuestos de modo que el fondo de un tamiz encaje cómodamente con el borde superior del tamiz siguiente.

Abertura de los tamices y sus intervalos

El espacio libre entre los hilos del tejido de un tamiz se llama abertura del tamiz. Con frecuencia se aplica la palabra malla para designar el numero de aberturas existentes en una unidad de longitud; por ejemplo, un tamiz de 10 mallas tiene 10 orificios en una pulgada y su abertura tendrá una longitud de 0,1 pulgadas, menos el espesor de un hilo.

La malla es, pues un valor aleatorio que no permite deducir exactamente el tamaño de los orificios o aberturas del tamiz, si no se conoce el grosor de los hilos utilizados en su construcción.

El intervalo, razón o progresión, del tamiz, es una relación entre los tamaños sucesivos de las aberturas de los tamices que forman la serie. Puede utilizarse una serie aritmética sencilla, de forma tal que los orificios del tamiz sean, por ejemplo, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2,1 cm. Lo imperfecto de tal sistema reside en el hecho de que mientras existe una diferencia relativamente grande entre los tamaños 1 y 2 cm, los tamaños 9 y 10 cm son, para fines prácticos, casi iguales. Todo el material inferior a 1 cm hasta 1 micra se halla reunido en una sola fracción.

Una colección mas satisfactoria de tamices es aquella en la cual las aberturas de cada tamiz varían respecto a las del siguiente, en un múltiplo tal que resulte una serie con orificios de 8,4,2,1,0.5, y así sucesivamente. Estos tamaños varían según progresión geométrica, y la razón de esta progresión es igual a dos. Cuando se desea una clasificación granulométrica entre limites mas estrechos que los anteriores, se incluye un tamiz adicional entre cada dos tamices de la precedente serie, y el intervalo es entonces igual a v2 , Las series de tamices normalizados en Estados unidos, poseen un intervalo igual a v2, aunque en algunos casos se utiliza el de 4v2 (para trabajos delicados e investigación).

Los tamices normales ´Tyler" fueron los primeros en ser ofrecidos a los laboratorios comerciales que utilizaron este sistema. Esta serie de tamices esta basada sobre un tamiz de 200 mallas con un hilo de 0,0021 pulgadas (0,05331 mm) de espesor, y con una abertura de 0,0029 pulgadas (0,0074 cm). Los otros tamaños varían según una razón fija igual a v2. Otra colección de tamices, para tamaños intermedios a los anteriores, permite completar la serie. Para la serie completa resulta entonces una razón igual a 4v2.

Los tamices introducidos por el "National Bureau of Standards", de Washington, difieren algo de la serie de "Tyler"; están basados en el orificio de 1mm (tamiz nº 18) y varían según 4v2.

Los análogos son los tamices normalizados británicos, pero llevan hilos de diferentes calibres.

Análisis granulométrico

Los sólidos de pequeño tamaño se especifican generalmente de acuerdo con su análisis granulométrico. Este análisis para un material dado se efectúa colocando una muestra del mismo sobre el tamiz de mayor abertura de malla de una serie de ellos. Por debajo de este tamiz se colocan los restantes de la serie por orden decreciente de tamaño de mallas. La columna o pila de tamices, con la muestra sobre el superior, se sacude o agita en una forma prefijada, bien mecánicamente o a mano, durante un tiempo también determinado, recogiendo y pesado el material que es retenido por cada tamiz de la serie.

En la tabla ubicada más abajo se da el análisis granulométrico de una muestra. Las columnas primera y cuarta son los datos obtenidos experimentalmente. La segunda da la apertura nominal de mallas de micrones (un micrón es igual a 0.001 mm ó 3.937 x 10-5 pulgadas). La tercera columna del tamaño medio de partícula de la fracción de muestra retenida por cada tamiz, calculado como media aritmética de las dos aperturas de malla utilizadas para obtener la fracción. Por ejemplo; el material que pasa a través del tamiz de 14 mallas y es retenida por el 20(aperturas 1.168 y 833 micrones, respectivamente) se especifica como que tiene un tamaño medio de partícula de 1.000 micrones. Las columnas quinta y sexta representan otras formas adicionales en que pueden darse los análisis granulométricos y que se obtienen por simple cálculo

Método para practicar un análisis granulométrico por tamizado

Para realizar un análisis por tamizado deberá comenzarse por limpiar los tamices con una brocha o pincel fino y golpearlos ligeramente para librarles de cualquier partícula adherida; la serie completa de tamices comprende, por ejemplo para un intervalo igual a v2, desde el de 3 hasta el de 200 mallas. Después se encajan los tamices entre si, colocando el de 3 mallas en la parte superior y el mas fino, de 200 mallas, en el fondo de la columna. Completan la colección un recipiente colector bajo el tamiz del fondo y una tapa sobre el tamiz superior. Se carga una cantidad conocida del material en el tamiz superior, que se cubre con la tapa. El conjunto se somete, con las manos, a un movimiento de rotación y choque (zarandeo). Después de cierto tiempo, los finos, 200 mallas, se recogen en el recipiente del fondo. Retirando dicho material se agita de nuevo para comprobar si aparecen o no mas productos finos. Cuando no aparece nuevo material en dicho recipiente del fondo – lo que indica que para fines prácticos ha terminado la operación de tamizado – se desmontan los tamices con objeto de pesar las distintas fracciones. El producto que paso el tamiz de 100 mallas y quedo retenido sobre el de 150 mallas se designa como fracción 100/150 o –100 + 150.

Puesto que la agitación de los tamices es tarea pesada y susceptible de imperfección, se recomienda la agitación mecánica. En una de estas maquinas, la "Ro.-Tap", los tamices están colocados sobre una armadura vertical, que describe un movimiento elíptico en un plano horizontal, y al final de cada revolución el extremo superior de los tamices recibe un golpe seco. La agitación se prolonga durante 15 a 20 minutos. Otras maquinas aplican vibradores u otros tipos de movimiento. Son factores que causan inexactitudes, en primer lugar, la sobrecarga de tamices, que suele originar el acuñado de las partículas en los orificios; también las fuerzas electrostáticas que hacen adherirse, entre si, a las partículas pequeñas, o a estas con las grandes. Además, pequeñas cantidades de humedad pueden también causar adherencias.

Es conveniente el tamizado en húmedo-seco, para evitar un análisis granulométrico muy preciso, porque evita los peligros de la adherencia entre partículas. Se coloca una muestra pesada en un vaso, donde se pone en suspensión en un líquido no disolvente de la sustancia, que generalmente es agua; luego se decanta sobre el tamiz mas fino de la colección, por ejemplo, el de 200 mallas. Añadiendo mas agua, se repite la agitación y decantación hasta que no queden finos en suspensión después de agitar. Con un frasco lavador se lavan los finos sobre el tamiz gasta que el agua salga limpia. Decantando el agua de la fracción cernida, el residuo sólido se deseca y pesa. También el rechazo se deseca y se somete al fraccionamiento en la serie total de tamices. La nueva fracción – 200 debe reunirse y pesarse junto con la fracción obtenida primeramente por el tamizado húmedo. Este método proporciona resultados más exactos, porque con su práctica se disminuye la probabilidad de que las partículas finas se adhieran a las grandes.

Métodos de consignar los análisis granulométricos por tamizado.

La forma corriente de expresar los análisis granulométricos por tamizado se muestra en la siguiente tabla (tabla 5), donde se especifican las fracciones retenidas por cada uno de los tamices:

Tabla 5:

Número de mallas, serie Tyler

Apertura de mallas, micrones

Tamaño medio de la partícula, micrones

Peso por ciento retenido

Acumulación por ciento de mayor tamaño

Acumulación por ciento de menor tamaño

6

8

10

14

20

28

35

48

65

100

150

200

Por encima de 200

3.327

2.362

1.651

1.168

833

589

417

295

208

147

104

74

2.845

2.006

1.410

1.000

711

503

356

252

178

126

89

0.0

1.7

23.5

29.8

21.7

10.5

6.2

2.8

1.7

1.0

0.5

0.2

0.4

0.0

1.7

25.2

55.0

76.7

87.2

93.4

96.2

97.9

98.9

99.4

99.6

100.0

98.3

74.8

45.0

23.3

12.8

6.6

3.8

2.1

1.1

0.6

0.5

100.0

Estos datos pueden representarse gráficamente por cualquiera de los métodos gráficos de curvas. Las curvas así trazadas se utilizan, sobre todo, para mostrar la distribución por tamaños de las partículas de un mezcla. Estas representaciones son muy útiles para un observador experimentado, pero resultan confusas cuando se comparan curvas trazadas por métodos distintos o pertenecientes a mezclas granulométricas diferentes. Los diagramas diferenciales, que indican fracciones del total retenidas por cada uno de los tamices en función de las aberturas medias de estos o los diagramas acumulados, que muestran las fracciones en peso (del total) que pasan a trabes de cada tamiz, según su abertura, constituyen la base de comparación de distintas mezclas de partículas de un material y permiten descubrir sus variaciones con el tiempo o con la calidad de una carga.

Los resultados expresados en fracciones proporcionan curvas distintas cuando aquellos fueron obtenidos con juegos de tamices de diferentes intervalos y, por tanto, son específicos para cada serie de tamices, tal como se consignan en le Tabla 5. Esta limitación no afecta a los diagramas acumulados, en los cuales el desarrollo de las curvas es independiente de los juegos de tamices. En los diagramas acumulados no es preciso determinar el tamaño medio de las partículas de cada fracción, como en los diagramas diferenciales, solo se suman las fracciones que han atravesado los tamices.

Los diagramas trazados sobre coordenadas rectangulares con escalas aritméticas suelen presentar una aglomeración de valores en la zona de la curva que corresponde a los tamaños menores de las partículas. Se mejora la representación grafica al utilizar la escala logarítmica o los logarítmicos de las aberturas medias, lo que permite una mayor disensión de los puntos correspondientes a las partículas pequeñas.

También se construyen gráficos sobre el papel doble logarítmico, o sea, representando los logaritmos de las fracciones del total retenidas por cada tamiz, en función de los logaritmos de la media aritmética de las aberturas correspondientes a los tamices que limitan cada una de las fracciones. Los resultados experimentales proporcionan, con este tipo de diagrama, una de las relaciones lineal para los tamaños más finos de un material triturado o molido, cuando las partículas poseen igual estructura cristalina (mineral homogéneo). Dicha relación lineal se cumple para los tamaños inferiores al tamiz de mallas por pulgada, tamiz limite del análisis granulométrico, excepto en el caso de sedimentos naturales, donde el agua ha arrastrado, en forma de suspensión, parte del material fino. Por extrapolación de la línea recta pueden obtenerse los pesos aproximados de las partículas para cada uno de los tamaños más pequeños. No se efectuara dicha extrapolación cuando la cantidad total que pasa por tamiz de mallas ha sido obtenida por acumulación de las fracciones pequeñas. La extrapolación solamente es admirable cuando mantiene constante el intervalo de Monografias.comentre las aberturas de los tamaños pequeños.

Aplicaciones del análisis por tamizado:

Mediante la tabulación de resultado según el método indicado en la tabla 5, y aplicación de los mismos mediante la citada extrapolación, pueden realizarse varios cálculos para obtener ulterior información del material analizado.

El diámetro medio de partícula de una mezcla de sólidos es un concepto que requiere aplicación prudente. La palabra "medio" tiene la significación de un compuesto individual, representativos de un grupo de muestras parecidas, pero no idénticas. Por tratarse de una propiedad "media", debe ser susceptible de multiplicarse por el número total de muestras del grupo, para obtener el valor total de dicha propiedad. Así, multiplicando el diámetro medio por el número total de partículas, resulta la suma de todos los diámetros del grupo. La superficie media es el valor que permite hallar, de igual modo, el área total del sólido. También el volumen medio y el peso medio son el volumen y el peso que, multiplicandos por el número de partículas, dan el volumen y el peso total.

Ninguna partícula puede, aisladamente, satisfacer todas estas propiedades o valores medios. Las partículas más pequeñas contribuyen poco a la suma de los diámetros, del peso y del volumen total, pero intervienen decisivamente en el área total.

Con frecuencia, se designa como diámetro medio el de una partícula componente que posea alguna otra propiedad media, distinta del diámetro medio, tal como se ha definido anteriormente. Por tanto, debe cuidarse de su interpretación, ya que también puede definirse y utilizarse para la comparación de las partículas que poseen alguna otra propiedad.

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  • 1. El diámetro medio respecto a la superficie tiene gran importancia, especialmente en el caso del paso de fluidos a través de un medio poroso donde se utiliza representando al diámetro de la partícula, Es este un valor del diámetro medio de la partícula, cuyo cuadrado, al ser multiplicado por el numero de partículas y también por una constante adecuada, B, que depende de la forma de las partículas (), proporciona el área de la superficie total del conjunto de las partículas

Una de las propiedades más importantes de los cuerpos sólidos, es el área de su superficie externa. Puesto que no es practico determinar el número de partículas que constituyen una mezcla, la base para evaluar la superficie es tomar la unidad de masa.

La superficie especifica, o área de superficie que corresponde a la unidad de masa, constituye una propiedad importante de los cuerpos sólidos, que varía mucho según la condición de aquella superficie y el tamaño de las partículas.

La superficie específica podría calcularse fácilmente si se conociera la forma geométrica de las diferentes y muy irregulares.

Tejidos para tamices

Los tamices pueden obtenerse en una gran variedad de mallas y, como se ha indicado anteriormente, en una gran variedad de mallas y, como se ha indicado anteriormente, en una gran variedad de pasos para una malla determinada. En la mayor parte de los tamices el hilo va con un doble rizo que ayuda a preservar la alineación de los hilos. El tamiz normal tiene corrientemente el mismo número de mallas por centímetro en las dos direcciones, pero se obtienen tejidos especiales en que esto no se verifica; por ejemplo, un tamiz típico utilizado con frecuencia, es el denominado ton-cap., en el que el número de mallas por cm en un sentido es aproximadamente el doble que en el otro. En general, si la apertura de malla no es cuadrada, el tamaño de la partícula que pasa a través de él, se determina por la menor dimensión de la malla en lugar de hacerlo por la mayor. Los tejidos para tamices pueden obtenerse de cualquiera de los metales comunes, siendo el hierro, latón y cobre los más corrientes. Para separaciones muy finas se utilizan a veces tejidos de seda.

Para fines especiales se utiliza algunas veces metal perforado en un lugar de tejidos. Los agujeros pueden ser circulares o rectangulares y la cantidad de metal que queda entre los agujeros está sujeta de grandes variaciones. Por ejemplo, una placa metálica con una gran capacidad de tamizado, pero se desgasta rápidamente, y viceversa. En general, para aperturas de malla de diámetro mayor de 2,5 cm, se utilizan placas metálicas con perforaciones circulares, en un lugar de emplear tamices de tejido metálico.

Tipos de maquinaria para el tamizado

Puesto que hay tamices de tan distintos tamaños, desde los que dejan pasar granos de varios centímetros hasta los menores de 200 mallas, se han desarrollado varios tipos de equipos para el tamizado, que difieren ampliamente en robustez, método de movimiento del material a través del tamiz, y en materiales de construcción. Una clasificación, basada fundamentalmente en el tamaño del material, es la siguiente:

  • 1. Cribas, que se utilizan para los materiales gruesos en terrones y son de construcción robusta.

  • 2. Cribas de tambor; son cribas rotativas utilizadas para materiales de tamaño medianamente grande.

  • 3. Cribas de sacudimiento y vibrantes, utilizadas para pequeños tamaños de partículas.

Cribas: una criba es un simple dispositivo formado por un enredado construido de barras, normalmente inclinadas, a través de las que se pasa el material. La inclinación y por lo tanto el recorrido del material es parado a la longitud de las barras. Las barras normalmente están construidas de manera que la parte superior es más ancha que la inferior, de forma que la barra, puede hacerse de suficiente altura para resistir sin que se quede atascada; por las partículas que pasan a través de ella. La criba se construye con frecuencia abierta por un extremo, de manera, que el material de tamaño superior se vuelca por él, mientras que el material dentro de tamaño pasa a través de las barras. En este caso, las barras son transversales al recorrido que sigue el material. La criba se utiliza únicamente para separaciones de bastas.

Cribas giratorias: las cribas giratorias están formadas por un cilindro rotativo de chapa metálica perforada o tela metálica; va abierto por uno o los dos extremos y el eje del cilindro es horizontal, o ligeramente inclinado, con lo que le material avanza a medida que gira el cilindro. Son apropiadas para materiales relativamente gruesos. Existe una variación considerable en su construcción y disposición. El extremo de descarga está formado por una pieza de fundición A, que lleva el extremo del eje B que descansa sobre un cojinete C. este extremo también lleva el en drenaje de movimiento D, con el que gira la criba. El otro extremo también lleva un pesado anillo E que descansa sobre unos rodillos F. de extremo a extremo, van unas pesadas barras G o ángulos de hierro, a las que se unen las chapas perforadas por bandas de acero. El material de tamaño superior, se descarga a través de un espacio anular entre la chapa perforada y la caja del extremo de descarga.

Se encuentran varias disposiciones diferentes de cribas giratorias. El caso más sencillo es cuando las perforaciones de la chapa son uniformes sobre la totalidad del cilindro. El material del tamaño excesivo sale por el extremo más bajo a una tolva. Si un material determinado ha de separarse en fracciones de diferentes tamaños, hay que trabajar con varias cribas giratorias colocadas en serie; la primera puede ser la de perforaciones de mayor tamaño, en cuyo caso el material fino se envía a la criba siguiente y la disposición más conveniente es colocar las cribas unas sobre otra. Si la primera criba tiene perforaciones más pequeñas, el material de tamaño mayor pasa a la siguiente y es más conveniente colocar las cribas en línea, extremo con extremo. Aún hay otra variante (para pequeñas capacidades), que es disponer sobre un solo cilindro perforaciones que van desde la apertura más fina en el extremo de carga hasta la de mayor apertura en el extremo de descarga. En este caso hay que disponer una tolva debajo de cada una de las bandas de salida de cada tamaño; esta disposición tiene la desventaja de que la chapa perforada que tiene la apertura de menor diámetro es la más débil y al mismo tiempo está sujeto al máximo desgaste. Una cuarta disposición es la de varios cilindros giratorios concéntricos. El interior es de mayor longitud y tiene las perforaciones de mayor diámetro. Los restantes son cada vez más cortos con las perforaciones de menor diámetro. Esto tiene la ventaja de colocar la carga más grande sobre la chapa perforada más resistente, pero exige una constitución más complicada y mucho más cara.

Cuando hay que hacer separaciones más finas con dispositivos de este tipo, el cilindro puede recubrirse con tejido fino de alambre o seda en lugar de hacerlo de chapas perforadas o de mallas de hilos gruesos. Un aparato de este tipo se denomina devanadera. Las devanaderas se utilizan con frecuencia para separaciones muy finas, y en este caso hay que prever dispositivos para evitar el entupido. Éste término indica que las partículas no tienen tamaño suficiente para pasar a través de la tela se acuñan entre las mallas, por lo que una fracción de la superficie de la misma queda inactiva; esta tendencia es más pronunciada en los tamices finos que en los gruesos. Y todos los dispositivos de tamizados finos precisan de algún medio para prevenir el entupido. En las devanaderas, generalmente toman la forma de cepillos giratorios montados por el exterior del cilindro. Puesto que los tamizados finos son muy aptos para producir una cantidad considerable de polvo, las devanaderas van invariablemente montadas en un alojamiento estanco, que lleva un transportador de tornillo para extraer el producto.

Tamices de sacudidas o de vaivén

Muchas separaciones de tamaño, en las que el producto puede ir desde un tamaño de 12,5 mm hasta el más fino que puede manejar los tamices, pueden efectuarse por medio de tamices planos o ligeramente inclinados a los que se les da un movimiento alternativo. Es posible una amplia variedad de construcciones, pero la mayor parte de ellos son muy sencillos. Los tamices de este tipo están construidos con elementos mecánicos sencillos. La armadura es de angulares y va suspendidas por barras portantes que pueden moverse libremente. Se sacude por medio de una excéntrica montada sobre una rueda giratoria. El tejido para tamizar puede remacharse directamente a la estructura o puede soldarse sobre una estructura ligera recargable que se sujeta en su posición.

Otro método de colocación es disponer un ángulo ligero que pueda sujetarse al interior de la estructura; el borde de la tela para tamizar se sujeta entre éste ángulo y la estructura principal. Puede encontrarse una amplia variedad de construcciones, que dependen del ingenio del constructor.

Tamices vibratorios

En algunos casos, en lugar de dar al tamiz sacudidas o un movimiento alternativo, se le proporciona un movimiento vibratorio para hacer que las partículas se muevan e impedir el entupido. Ésta vibración puede proporcionarse uniendo el tejido del tamiz por medio de pasadores, con la estructura del tamiz. Por el exterior de la estructura hay unos ejes rotativos que llevan martillos oscilantes que golpean sobre los pasadores. Otro método es colocar uno o dos canales ligeros o cualquier otra forma de superficie portante sobre el lado inferior de la armadura del tamiz. Estos canales se apoyan en levas montadas en ejes giratorios. Uno de los tipos más conocidos de tamices vibratorios es el Hum-mer, el tejido está extendido entre guías, y puede tirarse de él hacia arriba con una tensión considerable. Sobre la estructura del tamiz va montado un electroimán, cuya armadura va unida a la del tamiz. Esto hace posible que el tamiz vibre muy rápidamente y el resultado es obtener gran capacidad y ausencia absoluta de entupido.

Otro tamiz muy utilizado es el Rotex. En este dispositivo el tamiz A es aproximadamente horizontal y debajo del tamiz propiamente dicho lleva una tela metálica portante más gruesa, B. sobre esta tela metálica portante, a intervalos determinados lleva unos listones de madera de forma triangular. Entre las dos telas, la de tamizado y la portante, va un número determinado de bolas de goma, D. el movimiento de sacudidas del tamiz hace que las bolas de goma golpeen los lados inclinados de los listones de madera separadores, con lo que son reflejadas hacia arriba y golpean la parte inferior de la tela del tamiz. El total del mecanismo del tamiz está soportado por su extremo inferior por unos contactos deslizantes E y por el superior por un sencillo eje F, que por medio de un excéntrica montada sobre volante.

Todos los tamices planos o inclinados, de sacudidas o vibratorios, pueden construirse para efectuar una o más separaciones en una sola pieza del equipo. Si sólo existe una tela en el tamiz, únicamente pueden obtenerse dos productos, el de tamaño mayor y el de tamaño menor. Es posible, sin embargo, montar dos o más telas, una sobre otra, en la misma estructura. La tela más basta está encima y la más fina debajo. Se deja suficiente espacio entre las telas y cada tela va siendo más corta que la que está por encima de ella, con objeto de que pueda a cada una la caída de material. En un aparato de este tipo, si hay n telas, se puede obtener (n+1) fracciones.

Los tamices se utilizan rara vez para operaciones en gran escala (práctica metalúrgica) con tamaños menores de dos o tres mallas. Para operaciones en escala menor se emplean con frecuencia tamices hasta cien mallas. Para los tamaños más pequeños, sin embargo, se utilizan otros dispositivos fundados en la velocidad de sedimentación se las partículas en una corriente de gas líquido, o en la fuerza centrífuga. En general, puede clasificarse, en procesos que implican sedimentación en una corriente de gas o en una corriente de líquido.

Todos estos aparatos están relacionados con la eliminación completa de sólidos finos de todos los tamaños contenidos en un gas o en un líquido, lo que lógicamente sería una subdivisión de la filtración.

El tromel

El tromel, o tamiz rotatorio de tambor, está formado por un tamiz de forma cilíndrica o troncónica, que gira sobre su eje. Pueden disponerse varios tambores en serie, de modo que el tamizado del primero pase al segundo y de éste al tercero, etc.

En algunos casos se construyen con tamices de diferentes tamaños de orificio, dispuestos longitudinalmente, y la alimentación entra por el lado del tamiz mas fino. De éste modo se fracciona un producto en materiales de distintos tamaños. Pero la operación no resulta tan eficaz como en el caso de una serie de tambores sencillos o de un solo tambor compuesto.

El tambor compuesto está formado por dos o más superficies de tamizado, montadas concéntricamente sobre un mismo eje. La superficie tamizante con los orificios de mayor diámetro está formada en el interior del tambor, y la de agujeros más finos, en el exterior, resultando así materiales con tamaños intermedios comprendidos entre los dos límites. El rechazo se separa de cada uno de los tamices o dispositivos sencillos adecuados, mientras que el tamizado de cada una de las etapas constituye la alimentación del tamiz inmediato de menor abertura.

El tambor tronco-cónico tiene la forma geométrica que su nombre indica y se instala generalmente sobre un eje horizontal.

Partes: 1, 2

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