Reducción y aumento del tamaño de sólidos.

Operaciones unitarias y Representación Gráfica.

8 de octubre de 2009

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Índice

Introducción………………..………………..3Reducción del tamaño de sólidos…………...4Quebrantadores……………….……………..5Trituradores……………….………………...6Molinos………………….…………………..7Aumento del tamaño de sólidos………….….9Granuladoras……………….………………..9Briqueteadoras……………………………..10Sinterizado…………………………………11Bibliografía………………………………...13

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Introducción

Cuando la materia prima es obtenida, a causa de los métodos de obtención de esta, y la estructura de los yacimientos, su forma es irregular. Para las instalaciones de extracción y dosificado se requiere materia prima de tamaño uniforme, este depende del tipo de tratamiento y la velocidad de reacción.Los productos elaborados deben tener un tamaño que facilite su empleo y aumente su eficacia.

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Reducción del tamaño de sólidos

Las materias primas y productos elaborados sólidos de gran tamaño se someten a un proceso de trituración adecuado que permite obtener granos de tamaños que van de los 30 a 40 cm hasta la harina más fina, según las necesidades técnicas.Por la trituración de los materiales se incrementa su superficie libre, haciendo más fácil, por ejemplo, su disolución.Según las propiedades físicas de una sustancia, se emplean diversos métodos de trituración (Figura I):

Material. Trituración.Duro.Frágil.Tenaz.

Presión, impacto.Fractura.

Escisión, corte.

Figura I. Métodos de trituración:a) Presión; b) impacto;c); fricción; d) escisión.

La trituración puede ser en seco, pues ciertas sustancias, como algunos colorantes, pueden formar pastas espesas, o puede ser en húmedo, cuando las sustancias son combustibles o tienden a cargarse con electricidad estática.Si se quiere obtener polvo fino a partir de piedras grandes, el material debe someterse a un proceso gradual en el que se distinguen los siguientes tipos:

1. Quebrantar: triturar hasta el tamaño de una avellana.2. Triturar: triturar hasta el tamaño de granalla.3. Moler: trituración fina.

De acuerdo con esto, se distingue entre quebrantadores, trituradores y molinos.

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Quebrantadores

Existen diversos tipos de quebrantadores:Quebrantador de mandíbulas: Quebranta rocas y minerales duros por presión entre una mandíbula fija y otra móvil. Estas se comprimen una contra otra mediante una biela propulsada por una rueda giratoria. En esta se encuentra un árbol de levas que se mueve hacia arriba y hacia abajo por estar expuesto excéntricamente. Este movimiento permite la presión necesaria sobre la mandíbula móvil. Como compensador se utiliza un lastre que puede resbalar sobre una cuña situada al lado contrario (Figura II).

Figura II. Quebrantador de mandíbulas.

Quebrantador de rodillos: Consiste en dos rodillos dentados que giran en dirección contraria. Uno de estos rodillos tiene un eje fijo (a), mientras que el otro (b) es móvil, fijándose en la posición requerida mediante un muelle potente (Figura III).

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Figura III. Quebrantador de rodillos.

Si en lugar de rodillos dentados, estos son estrellados, se tienen trituradores de rodillos, mientras que si los rodillos son pulidos, son molinos de rodillos.

Trituradores

Para triturar se utilizan:Muelas: Trituran mediante presión y frotamiento provocados por pesadas ruedas que giran sobre el material colocado en un plato.Las muelas están colocadas a distintas distancias para que la trituración tenga lugar en toda la superficie del plato.La distribución homogénea se logra mediante rastrillos adosados.Las muelas se utilizan para la molienda húmeda y también para mezclar sustancias (Figura IV).

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Figura IV. Muelas.

Molinos

Para la molienda fina se utilizan molinos de rodillos, morteros, molinos de bolas y molinos de púas de percusión, entre otros. Molinos de bolas: Los materiales se pulverizan por choque y frotamiento con cuerpos esféricos o cúbicos de gran dureza.En un tambor se suelen disponer en pisos, placas de molienda y esferas, que pueden ser de acero o porcelana, entre otros materiales.Las esferas se mueven libremente y el giro del tambor las arrastra dejándolas caer luego desde cierta altura sobre las placas de molienda. Detrás de las placas, hay tamices por los que sale el material molido (Figura V).

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Figura V. Molino de bolas.

Molino de púas de percusión: Está formado por un disco rotatorio y uno fijo en los que las púas están dispuestas concéntricamente.El material para moler se introduce mediante una tolva que lo lleva a la proximidad del eje.La molienda se efectúa “al vuelo”, puesto que los trozos del material se desintegran por choque entre ellos mismos. La cantidad de aire que pasa a través del molino representa una gran ventaja.Este molino no es adecuado para materiales pegajosos (Figura VI).

Figura VI. Molino de púas de percusión.

Aumento del tamaño de sólidos8

En el caso de productos cuyas materias primas provienen de diversos lugares, o sus granos presentan grandes diferencias, se utilizan métodos para aumentar el tamaño de los materiales uniendo los granos irregulares y formando piezas uniformes con ellos.Con este método, el técnico se hace independiente de las variaciones en el suministro de las materias primas.

Granuladoras

La granuladora consiste en rodillos que compactan una pasta compuesta por los granos del material del que se quiere aumentar su tamaño y un aglutinante. El material y el aglutinante ingresan a la granuladora (I) y los rodillos unifican y compactan la pasta (II) a la que hacen pasar por una matriz perforada (III) por la que sale el material compactado, que es cortado (IV), formando así los pellets. Estos son transportados por un plato giratorio (V) que se mueve hacia la salida (VII), movido por un engranaje compuesto por un tornillo sinfín (VI) y una corona (VIII) (Figura VII).

Figura VII. Granuladora.

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Figura VIII. Granuladora de matriz plana.

Briqueteadoras

Se prepara una pasta con el material y un aglutinante (I), esta es transportada por un tornillo sinfín (II) hacia un compresor que compacta la pasta (III) y el cilindro de prensa principal prensa la briqueta hasta llevarla a su tamaño final y le retira la humedad (IV). El molde alternamente se retrae y expulsa la briqueta y la lleva a una cinta transportadora (VI). Simultáneamente se prensa otra briqueta (Figura IX).

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Figura IX. Briqueteadora.

Figura X. Briqueteadora de poliestireno expandido.

Sinterizado

Consiste en aglomerar el polvo y las pequeñas partículas de mineral de tamaño inferior a 10 mm, llevándolo a una temperatura cercana al punto de fusión.Durante el proceso la plasticidad de los granos se incrementa y se produce un mejor entrelazado mecánico. Cualquier gas presente que interfiera con la unión es expulsado. Las temperaturas para el sinterizado son menores a la temperatura de fusión del polvo principal en la mezcla utilizada (Figura XI). El aire que llega para la combustión pasa por la capa de aglomerado candente y se calienta hasta una temperatura próxima a la temperatura del aglomerado. El calor de los gases se transmite a la carga gracias a la superficie de contacto.Existe una amplia gama de temperaturas de sinterizado, sin embargo las siguientes han demostrado ser satisfactorias:

Material TemperaturaHierro

Acero inoxidableCobre

Carburo de tungsteno

1095 °C1180 °C870 °C1480 °C

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Figura XI. Sinterizado.

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Bibliografía

Fundamentos de tecnología química. V. Hopp. Editorial Reverté, Barcelona, 1984.Métodos de la industria química 1. Inorgánica. Mayer-Tegeder. Editorial Reverté, Barcelona, 1973.http://www.brikettierpressen.de/http://www.akahl.de/

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