03.- Reducción de tamaño

33
3. REDUCCIÓN DE TAMAÑO
3.1 Equipamiento para operaciones de reducción de tamaño
Modos de operación de máquinas de reducción de tamaño
Las máquinas industriales para subdividir sólidos operan de 4 modos posibles:
Modo
Compresión
Análogo
Cascanueces
Impacto
Frotamiento
Martillo
Lima
Cortado
Tijeras
Aplicación
Reducción tosca de sólidos duros. No genera
muchos finos
Da productos gruesos, medios o finos
Da productos muy finos a partir de materiales
blandos y no abrasivos
Da un tamaño de partícula bastante preciso con baja
cantidad de finos
Criterios para desintegración mecánica
•
•
•
Los costos de energía constituyen el principal gasto en estas operaciones.
Una máquina ideal de reducción de tamaño debe:
(i) Tener gran capacidad
(ii) Requerir baja potencia por unidad de producto
(iii) Dar un producto único o con cierta distribución deseada de tamaño
Para elegir una máquina debe considerarse:
(i) El tamaño deseado
(ii) Caracterización del material inicial, tamaño y distribución granulométrica,
dureza, abrasividad
Clasificación de operaciones de reducción de tamaño
•
•
No existe una clasificación rigurosa
En una reducción gradual de tamaño pueden diferenciarse las operaciones:
Quebrantar: equivale a subdividir el tamaño hasta la dimensión de una avellana
Triturar: subdividir el tamaño hasta la dimensión de una granalla
Moler: corresponde a una trituración fina
3.2
Clasificación de máquinas de reducción de tamaño:
Trituradores bastos: máquinas cuya alimentación son trozos grandes (> 5 [cm] de
diámetro)
Trituradores intermedios: máquinas que no se alimentan de masas muy grandes y que
dan un producto capaz de pasar el tamiz de40 mallas
Molinos de finos. Máquinas que dan producto que pasa por el tamiz de 200 mallas
Algunos tipos de máquinas para reducir tamaño
Trituradores o quebrantadores bastos:
34
• De mandíbulas (Blake, Dodge)
• De mandíbulas giratorias
Trituradores intermedios
• De rodillos
• De martillos
• De discos
Molinos finos
•
•
•
•
•
Centrífugos
De piedras de molino
De rodillos
De bolas
De tubos
Molinos ultra finos
•
•
De martillos
Que usan la energía de un fluido
Trituradora de mandíbulas Blake
•
•
•
La alimentación se recibe por la parte superior entre dos mandíbulas que forman una
V abierta con un ángulo de 20 — 30. Una mandíbula es fija, casi vertical, y la otra
es móvil.
Las mandíbulas se abren y cierran 250 — 400 veces por minuto.
La descarga de producto es por el fondo y de manera intermitente.
Trituradoras de rodillos lisos
•
•
•
•
•
Su acción se basa en dos rodillos metálicos de superficies lisas que giran en sentido
opuesto.
Las partículas de alimentación aprisionadas por los rodillos se rompen durante la
compresión y se descargan por la parte inferior
Las velocidades de los rodillos fluctúan entre 50 — 300 r.p.m.
El tamaño del producto depende del espacio entre los rodillos
Dan pocos finos
Quebrantador giratorio
•
•
•
Es una trituradora de mandíbulas circulares entre las cuales se oprime y subdivide el
material en varias partes
Un cabezal cónico de trituración gira dentro de una carcaza en forma de embudo y abierta
en la parte superior donde entra la alimentación
Los sólidos aprisionados en el espacio en forma de V formado por el cabezal y la carcaza se
rompen varias veces hasta salir por el fondo
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•
•
•
El cabezal de trituración gira libremente sobre el eje y se mueve lentamente por la fricción
del material que se tritura
La velocidad del cabezal es 125 — 425 giros por minuto
La descarga del producto es continua
Trituradora de rodillos dentados
•
•
•
•
Las superficies de los rodillos pueden tener estrías, bordes rompedores o dientes
Pueden tener dos rodillos, o sólo uno que trabaja frente a una placa curvada fija.
Los trituradores de rodillos dentados son más versátiles. No sólo operan por compresión
sino que también por impacto y cizalladura
No pueden trabajar con sólidos muy duros
Quebrantadores de impacto
•
•
Tienen un rotor cilíndrico de alta velocidad que gira dentro de la carcaza
La alimentación se introduce por la parte superior, y se rompe al chocar con el rotor o con
las paredes y sale por el fondo de aparato
Impactores con dos rotores normalmente proporcionan una trituración en tres etapas
Molino de martillos
•
•
•
Se usa para ultra finos que pasan el tamiz de 325 mallas
Las partículas son rotas por grupos de martillos oscilantes conectados a un disco giratorio
Además de los martillos el eje del molino lleva 2 ventiladores que mueven el aire a través
del equipo y los descargan en ductos que colectan el producto
Molinos que usan la energía de un fluido
•
•
•
Las partículas sólidas son transportadas en una comente gaseosa y dirigidas con gran
velocidad en una trayectoria elíptica
Por golpes y por fricción contra las paredes de la cámara y también por fricción entre las
mismas partículas se efectúa la reducción de tamaño
El gas es aire comprimido o vapor sobrecalentado
Molino de bolas
•
•
La mayor parte de la reducción se efectúa por impacto cuando las bolas caen desde la
máxima altura de la carcaza
Hay molinos tubulares en los que la carcaza es cilíndrica. Se pueden colocar particiones
transversales y generar compartimentos con bolas de diámetro decreciente en el sentido de
avance del material tratado. Esta modalidad disminuye el trabajo inútil ya que las bolas
grandes sólo rompen partículas grandes y las pequeñas sólo reducen partículas chicas
• Molino cónico Contiene bolas de distintos tamaños debido al desgaste natural causado por
la operación
• A medida que gira la carcaza las bolas grandes se desplazan hacia el punto de máximo
diámetro y las pequeñas hacia el punto de descarga
• De esta manera el rompimiento inicial se hace con las bolas más grandes y luego las
partículas se vuelven a reducir por el efecto de las bolas más pequeñas que caen de una altura
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menor
• Esta operación aumenta el rendimiento del molino ya que mejora la razón producto
obtenido por energía consumida
Molino de rodillos
• Las partículas sólidas son aprisionadas entre un miembro giratorio y la cara de un anillo o
carcaza
• Los rodillos cilíndricos verticales presionan contra un anillo — yunque fijo
• El producto se retira con una corriente de aire y va a un separador clasificador
Operación de molienda en circuito cerrado
•
Se refiere a la acción de un molino y de un separador conectados de modo que las partículas
gruesas se reciclan al molino
• Se evita así un desperdicio de energía causado por el hecho de moler un material más allá
del tamaño deseado
• El producto de una trituradora giratoria se criba y separa en tres fracciones: finos, medios y
gruesos.
• Los gruesos se envían de regreso a la trituradora.
• Los finos se llevan a la unidad de reducción final que es un molino de bolas
• Las partículas intermedias se tratan en un molino de rodillos antes de entrar al molino de
bolas
• El molino de bolas trabaja en húmedo: se bombea agua a través del molino para arrastrar las
partículas a un clasificador centrifugo el que separa las partículas gruesas que forman un
lodo, se agrega más agua y se recicla al molino
• El producto constituido por los tinos sale del clasificador como una suspensión
Tipos de descarga de los molinos
•
•
•
•
Para evitar la acumulación de material en un molino continuo la velocidad de descarga debe
ser igual a la velocidad de alimentación
Además la velocidad de descarga debe regularse de manera que todas las partes del molino
operen con máximo rendimiento
Descarga periférica: el producto sale por el fondo del molino mediante aberturas practicadas
en la pared de la cámara en un extremo del cilindro
Descarga central: el producto se descarga a través del cono central. Una parrilla impide que
el medio de molienda salga junto con el producto.
37
Escala de tamices estándar Tyler
Esta escala de tamices está basada en una abertura de 0,0029 pulg. (0,074 mm.) que es la
abertura dela tamiz patrón de 200 mallas y 0,0021 pulg. (0,0053 cm.) de diámetro del hilo, tal
como ha sido adoptada por la National Bureau of Standards.
Mallas
+
+
+
1
½+
3
2 ½+
4
5+
6
7+
8
9+
10
12 +
14
16 +
20
24 +
28
32 +
35
42 +
48
60 +
65
80 +
100
115 +
150
170 +
200
Abertura
De malla, mm.
26.67
22.43
18.85
15.85
13.33
11.20
9.423
7.925
6.680
5.613
4.699
3.962
3.327
2.794
2.362
1.981
1.651
1.397
1.168
0.991
0.883
0.701
0.589
0.495
0.417
0.351
0.295
0.246
0.208
0.176
0.147
0.124
0.104
0.088
0.074
Abertura
Aprox. Pulg.
1
7/8
¾
5/8
½
7/16
3/8
5/16
¼
7/32
3/16
5/32
1/8
7/64
3/32
5/64
1/16
3/64
1/32
1/64
Diámetro
Del hilo, cm
0.3759
0.3429
0.3429
0.3048
0.2667
0.2667
0.2336
0.2235
0.1778
0.1651
0.1651
0.1117
0.0914
0.0833
0.0812
0.0838
0.0889
0.0711
0.0635
0.0596
0.0436
0.0358
0.0317
0.0299
0.0309
0.0254
0.0233
0.0177
0.0182
0.0142
0.0106
0.0096
0.0066
0.0060
0.0053
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