DESINTEGRACIÓN MECÁNICA

Download DESINTEGRACIÓN MECÁNICA

Post on 03-Aug-2015

925 views

Category:

Documents

12 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

desintegracion mecanica de solidos

TRANSCRIPT

<p>DESINTEGRACIN MECNICA DE SLIDOSINTRODUCCIN.Las materias primas y los productos de las industrias qumicas y minera requieren por logeneral unaadecuada preparacin en laquesuele intervenir el acondicionamiento del tamao de sus partculas obtenido por desintegracin de formas mayores. Esto se consigue mediante unas mquinas quesellamanquebrantadores, trituradoresymolinos. Losprimerosreducenlostamaosgrandesamedianos; los segundos se emplean para grados intermedios de subdivisin, y los terceros para la pulverizacin fina de los tamaos medios.Especficamente, la desintegracin se refiere a la reduccin del tamao de agregados departculas blandas dbilmenteligadas entresi. Es decir, quenose produce ningn cambio en el tamao de las partculas fundamentales de las sustancias.En la prctica, se utiliza un molino de martillos, cuya funcin especfica es pulverizar el material. La caracterstica principal de estos equipos es que trabajan a altas velocidades, las cuales provocan que la fuerza centrfuga, los martillos sujetos al eje del equipo sean dirigidos hacia fuera del mismo. OBJETIVOSOBJETIVO GENERAL: Desintegrar un slido granular en un molino de martillos.OBJETIVOS ESPECFICOS: Determinar el gasto energtico.Determinar el tiempo de desintegracin de 100 kg de molle pelado. Costo de produccin de 100kg de molle. Determinar la relacin de desintegracin (Lf / Li).FUNDAMENTO TERICOFUNDAMENTOS DE LA DESINTEGRACION MECNICA DE SLIDOSCRITERIOS DE LA DESINTEGRACIN MECNICA. Ladesintegracinmecnicaesuntrminogenricodereduccindetamao. Las quebrantadoras y los molinos son tipos de equipos de desintegracin. Una quebrantadora o molino ideal debieran tener una gran capacidad, requerir poco consumo de energa por unidad de producto,y dar lugar a un producto de un nico tamao, o distribucin de tamaos, que se desee. El mtodo habitual para estudiar el comportamiento del equipo de proceso es establecer una operacin ideal como patrn y comparar las caractersticas del equipo realcon las de la unidad ideal, observando la diferencia entre ambas. Cuando se aplica este mtodo alequipo de desintegracin y molienda, las diferencias entre la unidad ideal y la real son muy grandes y, a pesar de los amplios estudios realizados, no se han aclarado totalmente las deficiencias. Por otra parte, se han desarrollado correlaciones empricas tiles para predecir el comportamiento del equipo a partir de la incompleta teora disponible. Las capacidades de las mquinas de desintegracin se tratarn al describir los distintos tipos de equipos. Sin embargo, los aspectos fundamentales de la forma y tamao del producto, as como el consumo de energa, son comunes a la mayor parte de las mquinas y se pueden considerar de una forma ms general.Reduccin de tamao.Es una operacin unitaria destinada a la generacin de partculas cuya rea superficial se ve aumentada.Los objetivos principales de estas operaciones son:1. Facilitar el manejo de algunos slidos2. Facilitar la mezcla de slidos3. Aumentar reasuperficial delosslidosparafacilitar contactoyreacciones qumicas.Los slidos pueden romperse de las siguientes formas: Compresin Impacto Frotacin o rozamiento CorteMoliendaLa molienda es una operacin unitaria que a pesar de implicar solo una transformacin fsicadelamateriasinalterar sunaturaleza, esdesumaimportanciaendiversos procesosindustriales, yaqueel tamaodepartculasrepresentaenformaindirecta reas, que a su vez afectan las magnitudes de los fenmenos de transferencia entre otras cosas. Considerando lo anterior, el conocimiento de la granulometra para determinado material es de importancia.La molienda es una operacin unitaria que reduce el volumen promedio de las partculas de una muestra slida. La reduccin se lleva a cabo dividiendo o fraccionando la muestra por medios mecnicos hasta el tamao deseado. Los mtodos dereduccinmasusadosenlasmaquinasdemoliendasoncompresin, impacto, frotamiento de cizalla y cortado.Ladesintegracinmecnicaesuntrminogenricodereduccindetamaodelas partculas. Los slidos pueden romperse de muy diferentes formas: compresin, impacto, frotacin o rozamiento, cizallamiento, corte y desgarramiento. De todas ellas soncuatrolasquemsseutilizanhabitualmenteenlosequiposdereduccinde tamao: Compresin, Impacto, Frotacin y Corte.Los equipos mas utilizados en la reduccin de tamao son las quebrantadoras (reduccin de grandes a medianos), trituradoras (grados intermedios de subdivisin) y molinos (pulverizacin fina de los tamaos medios).Al reducir de tamao a un slido, se obtiene otro con mayor rea, distinta forma, mayor nmero y menor tamao. Aplicaciones.Lasmaterias primas y los productos de las industrias qumicas, mineros, alimenticios, requieren una adecuada preparacin en la que suele intervenir el acondicionamiento del tamao de las partculas obtenidas por desintegracin de formas mayores. El tamao ensi noesunapropiedadcaracterstica, lapropiedadmsimportanteesel rea especfica porque a menor tamao mayor rea especifica, por ejemplo: A mayor rea especifica de un catalizador mayor velocidad de reaccin. A mayor reaespecfica de unpigmento menor cantidad de pigmento a ser utilizado en un recubrimiento.En laindustriaalimenticiaseaplicaamenudoladesintegracinagranpartedelas materias primas.En la desintegracin mecnica se slidos es esencial conocer:1. Las leyes que rigen este fenmeno.2. Las caractersticas de los productos producidos.3. Los tipos de maquinas que pueden emplearse y el campo especifico de aplicacin.LEYES DE DESINTEGRACIN.Ley de Rittinger.La consecuencia de la desintegracin es la aparicin de nuevas superficies libres que se consigue venciendo la fuerza de cohesin.La ley de Rittinger dice: El trabajo necesario para una desintegracin es proporcional al aumento de la superficie producido.Si paraunadeterminadacantidaddeslido, el aumentodelasuperficieess, el trabajo consumido para obtenerla es:s z W Esta ley exigelacondicin deinsostena, esta condicin dicequelos productos desintegrados deben ser de la misma forma que el slido original.Para hacer compatible la ley de Rittinger con los resultados de la practica la formula se escribe de la siguiente forma:( )Li Lfj z W1 1 1 z = energa superficial especifica (0-1)j = factor de forma (0-1) = coeficiente de huecos(0-10) = coeficiente de rendimiento(0-1)EFICACIA DE LA DESINTEGRACIN La relacin entre la energa superficialcreada por la desintegracin mecnica y la energa absorbida por el slido es la eficacia de desintegracin c .Si es es la energa superficial por unidad de rea y (Awb Awa ) son las reas por unidad demasadeproductoydealimentacin, respectivamente, laenergaabsorbidapor unidad de masa de material Wn es:( )cwa wb snA A eWLaprecisindel clculoesmala, principalmentedebidoalas incertidumbresenel clculodeesperolosresultadosindicanquelaseficaciasde trituracin estn comprendidas en el intervalo de 0,06 a 1 %Laenerga absorbida por el slidoWnes menor que la comunicadapor la mquina. Parte de la entrada total de energa W se utiliza para vencer la friccin en los cojinetes, y otras partes mviles, y el resto queda disponible para trituracin. La relacin entre la eficacia absorbida y la entrada de energa es la eficacia mecnica m .Por tanto, si W es la entrada de energa( )c nwa wbsmnA AeWW Ley de Rittinger, no es ms que una hiptesis es equivalente a establecer quela eficacia de desintegracinces constante y, para una mquinay materialde alimentacin dados, es independiente de los tamaos de la alimentacin y del producto.Ley de Kick. En 1885 Kick propuso otra ley basa en elanlisis de esfuerzos por deformacin plstica dentro del limite de elasticidad, establece que:El trabajo absorbidopara producir cambios anlogos enlaconfiguracin dedos cuerpos geomtricamente semejantes y de la misma materia varia con el volumen de esos cuerposLfLiB W log Donde B depende del aparato, de la clase de materia que desintegra y de la forma en que se efecte la operacin.xLdLdWk1 Six= 1 ley de Kick.Six= 2 ley de RittingerLa ley de Rittinger se cumple mejor que la ley de Kick en los molidos finos, la ley de Kick se adapta mejor en la desintegracin de partculas gruesas.Ley de Bond.La ley de Bond dice que El trabajo necesario es inversamente proporcionala la raz cuadrada del tamao producido( )5 . 05 . 05 . 01 100rrLfWi WDonde:r = (Li/Lf)cociente de desintegracin.Wi = es una constante de energaWi = Numero de Kw.-h necesarios para subdividir una pieza de una tonelada desde un tamao infinito hasta un 80% de tamao inferior a 100 micrones.Wi = es mayor en un molido fino que en una trituracin gruesa.Estas leyes solo sirven para comprobar el funcionamiento del equipo de desintegracin.EQUIPO DE DESINTEGRACIN.Una mquina de desintegradora ideal debe ser: Tener gran capacidad de produccin. Requerir poca potencia por unidad de producto. Elaborar un producto uniforme.CRITERIOS DE ELECCIN DE UN EQUIPO DE DESINTEGRACIN.En la eleccin de un desintegrador se tiene que tener en cuenta las siguientes consideraciones: Cumplir con las condiciones granulomtricas previstas para el producto. El consumo de energa debe ser el ms mnimo posible por unidad de cantidad de producto desintegrado. Trabajo con la mxima relacin de desintegracin posible. Los costos de adquisicin, mantenimiento, mano de obra, desgaste deben ser mnimos. La obra auxiliar de cimentacin, anclaje debe ser la mnima posible.FUNCIONES ESNCIALES O PARTES DE UN DESINTEGRADOR. La forma de efectuar la alimentacin debe ser:- Regulable, para una adaptacin a distintas necesidades.- Selectiva, para impedir la entrada de tamaos perjudiciales o excesivos.La accin de desintegracin que tiene dos tipos de partes:- Mviles o activos.- Anclados o fijos.Salida del producto una vez que su tamao es el requerido.Ley emprica para determinar consumo de energa.1]1</p> <p>,_</p> <p> ,_</p> <p>5 . 0 5 . 01 13162 . 0Da DbM Wi PDonde:P = Potencia necesaria para triturar (Kw.)Wi = ndice de trabajo (Kw.-h / Ton.)M = Velocidad de alimentacin (Ton / h)Db = Tamao del producto (mm)Da = Tamao inicial del producto (mm)IMPORTANCIA DE REDUCCIN DEL TAMAO. En los procesos que interviene es la operacin mas costosa en cuanto a consumo de energa se refiere, debido a esto se debe optimizar el proceso, conociendo las variables que la afectan. Debidoaqueel consumodeenergadependedelostamaosinicial efinal delas partculas se debe evaluar el tamao final deseado con el fin de no reducir el tamao ms de lo necesario.CLASIFICACIN DE EQUIPOS DE MOLIENDA. Las principales clases de maquinas para molienda son:- Trituradores (Grueso y Finos). Triturador de Quijadas. Triturador Giratorio. Triturador de Rodillos.- Molinos (intermedios y Finos). Molino de Martillos. Molino de Rodillos de Compresin. Molino de Tazn. Molino de Rodillos. Molinos de Friccin. Molinos Revolvedores. Molinos de Barras. Molinos de Bolas. Molinos de Tubo.- Molinos Ultra finos. Molinos de Martillo con clasificacin Interna. Molinos de flujo Energtico. Molinos Agitadores.- Molinos Cortadores y Cortadores de cuchillas.-La operacin de molienda se realiza en varias etapas:a) La primera etapa consiste en fraccionar slidos de gran tamao. Para ello se utilizan los trituradores o molinos primarios. Los ms utilizados son: el de martillos, muy comn en la industria cementera, y el de mandbulas.Los trituradores dequijadas o molinos demandbulas se dividen en tres grupos principales: Blake, Dodge y excntricos. La alimentacin se recibe entre las mandbulas queformanunaV. Unadelasmandbulasesfija, ylaotratieneunmovimiento alternativo en un plano horizontal. Esta seccionado por una excntrica, de modo que aplica un gran esfuerzo de compresin sobre los trozos atrapados en las mandbulas. Laposicininclinadadelaquijadamvil determinaunaobstruccinal material por triturarsecuantomasabajoseencuentreeste, detal formaquelematerial seva acercando a la boca donde es triturado. La abertura de la boca puede ser regulada y con esto poder tener variaciones en la granulometra obtenida de este triturador.b) Lasegundaetapasirveparareducir el tamaoconmascontrol, manejndose tamaos intermedios y finos. Para esta etapa el molino mas empleado en la industria es el molino de bolas.El molinodebolasodeguijarrosllevaacabolamayor partedelareduccinpor impacto. Cuandoestegirasobresupropioeje, provocaquelas bolas caiganen cascada adems de un buen mezclado del material. De esta manera la molienda es uniforme, el molino de bolas a escala industrial trabaja con flujo continuo teniendo dos cmaras en su interior, la primera contiene bolas grandes de dos a tres pulgadas de dimetro, mientras que la segunda tendr bolas de una a una y media pulgadas. Estos molinos generalmente trabajan en circuito cerrado.Quebrantadores. Son mquinas de baja velocidad utilizada para la reduccin de grandes volmenes de slidos,pueden ser lisos o dentados.Molinos de martilloSe utilizan los molinos de martillo para la trituracin de carbn, piedra calizayyeso, ademsdemineralesysales, encentralescarbo-elctricasyenla industria metalrgica y de materiales. La capacidad es de 1.500 t/h. Despus de llegar a losrotores, el material atriturar esmachacadopor loscabezales mviles, quelo proyectan contra los deflectores. En la parte inferior se efecta una segunda trituracin entre rotor y deflector.Materiala tratar: carbn de hulla y lignito, carbn de coque, piedra caliza y de yeso, mena y sales.Molino de impacto primarioLas machacadoras de impacto primario son especialmente apropiadas para el tratamiento de material semi-duro y duro. Despus de entrar en los rotores, los listoncillosfijosrecogenel material atriturar ylomachacanproyectndolocontrala palanca inferior y superior.Material a tratar: Caliza, yeso, potasa, escombrera, escoria.Losmolinosdemartilloydeimpactose utilizan sobretodoenlaindustriamineray canterasparalatrituracinprimariaysecundariadediferentesmineralesypiedras semi-duras. Despus de entrar en los rotores, el materiala triturar es machacado por los cabezales mviles, que lo proyectan contra los deflectores.Material a tratar: Roca dura, minerales, piedra caliza y de yeso bruto.Desterronadores clasificadoresSe utilizan los molinos de cadenas en salinas y en la industria fertilizante, sobretodoparalatrituracindematerial muycohesivoyporoso, contendenciaa aglutinacin. Elprincipio de trituracin es parecido alde los molinos de martillo, solo que las cabezas de martillo estn fijadas con eslabones de cadena. El diseo puede ser con uno o con dos rotores. En el modelo con dos rotores, stos tienen un movimiento antagnico.Materiales a tratar: sales y materiales fertilizantes.Machacadoras de mandbulaSe utilizan las machacadoras de mandbula para triturar material semi-duro hasta muy duro en la industria las canteras, altos hornos, minera y en el reciclaje.Tienen una mandbula fija y una mvil que, juntas, forman un espacio de machaqueo cuneiforme que sirve de elemento de desgaste. El brazo oscilante mvil circula con una trayectoria elptica y vara la geometra del espacio de machaqueo, con el resultado que el material se rompe entre las mandbulas.Material a tratar: piedra berroquea, basalto, diabasa, caliza, mena, escoria.Triturador de un rodilloSe utilizan las trituradoras de rod...</p>