• Author / Uploaded
• DIEGO

Citation preview

Univ. Miranda Diego Alejandro INDICE GENERAL 1

TÍTULO: PROCESOS DE SEPARACIÓN MECÁNICA ........................................................................ 5

2

SEPARACIÓN POR TAMAÑOS TAMIZADOS Y TAMICES ............................................................... 5

3

Objetivo ....................................................................................................................................... 5 3.1

Objetivo general .................................................................................................................. 5

3.2

Objetivos específicos ........................................................................................................... 5

4

Fundamento teórico.................................................................................................................... 5 4.1

Métodos de separación mecánicos..................................................................................... 5

4.2

Cribado o tamizado. ............................................................................................................ 5

4.3

Tamices................................................................................................................................ 6

4.4

Caracterización de un tamiz ................................................................................................ 6

4.4.1 4.5

Tipos de maquinaria para el tamizado ................................................................................ 7

4.5.1 5

Serie de tamices Tyler ................................................................................................. 7

Agitador mecánico. ..................................................................................................... 8

Justificación ................................................................................................................................. 9 5.1

Justificación académica ....................................................................................................... 9

5.2

Justificación técnica............................................................................................................. 9

5.3

Justificación social. .............................................................................................................. 9

5.4

Justificación económica. ..................................................................................................... 9

5.5

Justificación ambiental. ....................................................................................................... 9

6

Materiales reactivos y equipos ................................................................................................... 9

7

Diagrama del proceso ............................................................................................................... 11

8

Cálculos gráficos y resultados ................................................................................................... 11

9

Conclusiones.............................................................................................................................. 14

10

Recomendaciones ................................................................................................................. 14

11

Bibliografía ................................................................................Error! Bookmark not defined.

Univ. Miranda Diego Alejandro INDICE DE FIGURAS Figura 1: Tamizado .............................................................................................................................. 5 Figura 2: Tamizado manual ................................................................................................................. 6 Figura 3: Tejido de un tamiz ................................................................................................................ 6 Figura 4: Tamizado .............................................................................................................................. 7 Figura 5: Tamizador industrial ............................................................................................................. 7 Figura 6: Ro-Tap RX ............................................................................................................................. 8 Figura 7: Equipo de tamizado ............................................................................................................ 10

Univ. Miranda Diego Alejandro INDICE DE TABLAS Tabla 1: Materiales .............................................................................................................................. 9 Tabla 2. Reactivos.............................................................................................................................. 10 Tabla 3. Equipos ................................................................................................................................ 10 Tabla 4: Datos .................................................................................................................................... 11 Tabla 5: Resultados ........................................................................................................................... 12 INDICE DE GRAFICOS Grafico 1: Fracción de masa retenida - diámetro medio partícula ................................................... 12 Grafico 2: Fracción de masa que pasa por tamiz - apertura de mallas ............................................. 13 Grafico 3: Logaritmo abertura de malla - fracción en masa retenida. .............................................. 13

Univ. Miranda Diego Alejandro SIMBOLOGIA    

m: distancia entre hilos (desde el centro), en un tejido de tamiz. L: Separación de hilos en un tejido de tamiz d: diámetro de los hilos de un tamiz mo: masa inicial de la muestra



E : Entrada



R

   

:Regístrese

mri: masa retenida mpi: masa que pasa a través de un tamiz mti: masa de tamizador mf: masa de retención más tamiz

GLOSARIO 

Cribado: Método de separación de sustancias por diferencia de tamaño por medio de orificios. (sinónimo : tamizado)

Univ. Miranda Diego Alejandro

1 TÍTULO: PROCESOS DE SEPARACIÓN MECÁNICA SEPARACIÓN POR TAMAÑOS TAMIZADOS Y TAMICES 2 Objetivo 2.1 Objetivo general 

Realizar el análisis granulométrico de una muestra para determinar la influencia de las variables típicas sobre los parámetros más importantes en el proceso de tamizado.

2.2 Objetivos específicos   

Determinar por tamizado el diámetro promedio de las partículas obtenidas en los equipos operadores con diferente número de malla Determinar la fracción en masa retenida y masa que pasa por el tamiz para cada número de malla estudiado Determinar la superficie específica de masas retenida y en aquella que pasa por cada tamiz

3 Fundamento teórico 3.1 Métodos de separación mecánicos. La separación mecánica se puede aplicar a mezclas heterogéneas, las técnicas se basan en diferentes físicas entre las partículas, tales como el tamaño, la forma o densidad. No se produce ninguna reacción, es decir, la composición de los constituyentes sigues siendo la misma

3.2 Cribado o tamizado. El cribado es una operación para separar materiales sólidos con base en el tamaño. La mecánica de fluidos no participa en este. Se alimenta una mezcla de partículas sólidas de varios tamaños sobre una superficie provista de aberturas adecuadas. Cierto material pasa a través de las aberturas mientras que otra parte permanece el retenido; las porciones resultantes son ahora de tamaño más uniforme que la original (1) Figura 1: Tamizado

Fuente: Elaboración propia

Referencias: (1)

Univ. Miranda Diego Alejandro El objetivo del tamizado es separar las distintos fracciones que componen un sólido granular o pulverulento, por el diferente tamaño de sus partículas utilizando para ello tamices. “El análisis por tamizado puede llevarse a cabo utilizando un juego de tamices, en el que cada tamiz tiene una abertura más pequeña que el situado en la posición inmediata superior” (véase figura 2) Se puede realizar un movimiento de vaivén y rotación manual o automáticamente. Figura 2: Tamizado manual

Fuente: Elaboración propia

3.3 Tamices Cualquier estudio sobre el comportamiento del equipo de separación por tamaños, implica la determinación de la cantidad del 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 por pulgada lineal. Así un análisis granulométrico puede indicar el porcentaje en peso del material que pasa a través de un tamiz de 10 mallas y retenido por el de 20, el que pasa a través del de 20 retenido por el de 30, y así sucesivamente (1). En principio, se puede considerar como tamiz toda superficie agujerado. Para que la operación puede efectuarse es necesario, que el sólido a tamizar y el tamiz encargado de ello se encuentren en movimiento relativo, para con ello dar oportunidad a las partículas del sólido hay que coincidan con las aberturas del tamiz. Todo tamiz dará dos fracciones:  

3.4

Fracción gruesa (el rechazo) Fracción fría (el cernido)

Caracterización de un tamiz Figura 3: Tejido de un tamiz

Fuente: Principios de operaciones unitarias, Foust Wenzel, 1999. Referencias (1)

Univ. Miranda Diego Alejandro Caracterizan estos tejidos: el grueso del hilo, que suponemos circular, definido por su diámetro “d” y la luz de malla “L”, el ancho de malla “m”, en función de los otros dos parámetros esto es: 𝑚 =𝐿+𝑑

𝐸𝑐 𝑁 °1

Donde   

m: la distancia entre los ejes centrales de dos hilos L: la separación entre hilos d: el diámetro del hilo

3.4.1 Serie de tamices Tyler Es una serie de tamices estandarizado, las aberturas son cuadradas y se identifican por un mínimo que indica la cantidad de aberturas por pulgada cuadrada. Esta serie se basa en la abertura del tamiz 200, establecida en 0.0074 (cm), con Hilos de 0.0021 pulgadas de diámetro, que dan una superficie libre de 0.0029 pulgadas (1). Figura 4: Tamizado

Fuente: Disminución de contaminantes aéreos en una planta de balanceados mediante la propuesta de un sistema de extracción de polvo, Luis Buchelli Carpio, 2014, pag. 9

3.5 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 tamaño método de movimiento del material a través del tamiz y en materiales de construcción. Clasificación   

Cribas, se utiliza para materiales gruesos en terrenos y son de construcción robusta. Tamizados, de tambor son cribas relativas utilizadas para materiales de tamaño medianamente grandes. Tamizador, vibrante utilizado para pequeños tamaños de partícula (véase la figura 6)

Referencias (1)

Figura 5: Tamizador

Univ. Miranda Diego Alejandro Figura 5. Tamizador industrial

Fuente: Elaboración propia

3.5.1 Agitador mecánico. Se utiliza este agitador para realizar el proceso de tamizado automático. Consiste en una base móvil y un brazo que golpean los tamices mientras la base se agita, este vibrador produce mecánicamente a los tamices movimiento vaivén en sentido horizontal y circular, mientras un golpe en sentido vertical por medio de un martillo que asegura un zarandeó uniforme.

Figura 6. Ro-Tap RX

Fuente: A Haver & Boecker Company, Manual de Ro-tap RX.

Univ. Miranda Diego Alejandro

4 Justificación 4.1 Justificación académica Es de vital importancia para el ingeniero químico conocer la teoría y práctica de la operación de tamizado, pues esta es una de las principales operaciones de separación de sólidos, utilizados en infinidad de procesos haciendo del fundamento del tamizado imprescindible para la creación o elaboración de productos.

4.2 Justificación técnica. La importancia de esta operación no consiste únicamente en obtener pedazos más pequeños sino, se busca tener un producto que posea determinado tamaño granular comprendido entre límites preestablecidos; porque se da el caso que un sólido con un intervalo de tamaño satisfactorio para una operación determinada, puedes resultar inconveniente para otra operación, aunque se trata la misma sustancia es una técnica muy adecuada tanto para llevar a cabo un análisis granulométrico o como para la separación de partículas en función de su tamaño.

4.3 Justificación social. Si bien el tamizado se considera una operación complementaria la pulverización, o bien para separar las partículas que no han alcanzado el grado de división deseado o bien como control del material pulverizado, es una operación que mejora la calidad de un producto, por ejemplo el cemento, que aporta al desarrollo de una sociedad para aumentar su utilidad y calidad.

4.4 Justificación económica. Por una parte, el tamizado ayuda a reducir costos en términos de mantenimiento de la maquinaria y equipos, que podrían dañarse, cuando las partículas no tienen un mismo tamaño, por otro lado aumentar la calidad y esencialmente aumentará el rendimiento del proceso.

4.5 Justificación ambiental. En el campo ambiental, se realizó infinidad de estudios en suelos y la eliminación de contaminantes, también en los que la operación de tamizado adquiere mucha importancia, pues el primer paso será siempre la separación.

5 Materiales reactivos y equipos 5.1 Materiales Tabla 1: Materiales

Material

Recipiente para muestra.

Características.

Bolsa plástica.

Univ. Miranda Diego Alejandro

12, 16, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 60, 70, 80, 100 (número de mallas), metálicas.

13 tamices.

Fuente: elaboración propia

5.2 Reactivos. Tabla 2. Reactivos

Reactivo

Pirita

Fuente: elaboración propia

5.3 Equipos Tabla 3. Equipos

Equipo

Característica

Balanza analítica. Cronómetro.

Digital.

Fuente: elaboración propia Figura 7. Equipo de tamizado

Fuente: Molienda y Tamizado, Ivan Zaga, 2011, pag 4.

Univ. Miranda Diego Alejandro

6 Diagrama del proceso

Continuar de esa forma hasta llegar al tamiz más fino y obtener la masa deseada.

7 Cálculos gráficos y resultados Tabla 4: Datos

N° de malla Dm mt (g) mf (g) 12 1700 433.23 451.47 16 1180 412.97 423.53 20 850 397.08 409.79 25 710 385.2 393.4 30 600 373.76 379.76 35 500 368.12 380.6 40 425 354.51 364.45 45 355 346.18 351.46 50 300 343.89 345.96 60 250 339.9 340.88 70 212 327.56 328.65 80 180 332 332.8 100 150 326.02 327.63 Fuente: Elaboración propia

Univ. Miranda Diego Alejandro Calculamos mri: 𝑚𝑟𝑖 = 𝑚𝑓𝑖 − 𝑚𝑡𝑖

𝐸𝑐 𝑁°2

Si: mo=96,97 (g) %𝑚𝑟𝑖 =

∑ 𝑚𝑟𝑖 ∗ 100 𝑚𝑜

𝐸𝑐 𝑁°3

Tabla 5: Resultados

N° de malla

mr (g) 12 16 20 25 30 35 40 45 50 60 70 80 100

%mr i

18.24 18.88 10.56 28.8 12.71 41.51 8.2 49.71 6 55.71 12.48 68.19 9.94 78.13 5.28 83.41 2.07 85.48 0.98 86.46 1.09 87.55 0.8 88.35 1.61 89.96 Fuente: Elaboración propia

%mpi 81.12 71.2 58.49 50.29 44.29 31.81 21.87 16.59 14.52 13.53 12.45 11.65 10.04

Grafico 1: Fracción de masa retenida - diámetro medio partícula 100 90 80

% RETENIDO

70 60 50 40 30 20

10 0 -10 0

200

400

600

y = -8E-11x4 + 3E-07x3 - 0.0004x2 + 0.0821x + 84.497 R² = 0.9963 800 1000 1200 1400 1600 1800 D (micras)

Fuente: Elaboración propia

2000

Univ. Miranda Diego Alejandro Grafico 2: Fracción de masa que pasa por tamiz - apertura de mallas 90 y = -1E-13x5 + 6E-10x4 - 1E-06x3 + 0.0009x2 - 0.2539x + 32.585

80

% QUE PASA

70 60 50 40 30 20

10 0 0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

D (micras)

Fuente: Elaboración propia Grafico 3: Logaritmo abertura de malla - fracción en masa retenida. 4.5

logD (micras)

4

3.5

3

2.5 y = -8E-06x3 + 0.0012x2 - 0.0662x + 4.1101 R² = 0.9747 2 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Fuente: elaboración propia Realizando un análisis de las gráficas anteriores, se tienen las siguientes ecuaciones, mostrando la tendencia de cada línea:

Univ. Miranda Diego Alejandro 

(Véase gráfica N°1) 𝑦 = −8 ∗ 10−11 𝑥 4 + 3 ∗ 10−7 𝑥 3 − 4 ∗ 10−4 𝑥 2 + 0.082𝑥 + 84.5



(Véase gráfica N°2) 𝑦 = −10−13 𝑥 5 + 6 ∗ 10−10 𝑥 4 + 9 ∗ 10−6 𝑥 3 + 0.0009𝑥 2 − 0.25𝑥 + 32.6



𝐸𝑐 𝑁°4

𝐸𝑐 𝑁°5

(Véase gráfica N°3) 𝑦 = −8 ∗ 10−6 𝑥 3 + 0.0012𝑥 2 − 0.066𝑥 + 4.11

𝐸𝑐 𝑁°6

8 Conclusiones 

 

Del gráfico número 1 se concluye que el porcentaje o fracción de masa retenida es inversamente proporcional al diámetro de abertura de los tamices siendo el mayor porcentaje de rechazo del 90% con malla de número 100 A través del análisis estadístico de los datos obtenidos en la práctica se puede observar que las gráficas nos muestran en el análisis diferencial y acumulativo de la muestra Realizando una comparación de muestras de nuestros resultados (grafica número 1, número 2, número 3), con curvas y gráficas teóricas (véase anexo), podemos concluir que se realiza el análisis granulométrico con éxito.

9 Recomendaciones -

En los datos obtenidos, existe una variación en cuanto al peso total cernido con el ingresado causando ciertos errores, por lo tanto se recomienda realizar el pesado y recepción con cautela para evitar pérdidas.

10 Bibliografía Banchero, & Badger. (1980). Introduccion a la ingenieria quimica. G., B. (1990). Unit operations. Wenzel, F. ( 1999). Principios de operaciones unitarias. Zaga, I. (s.f.). Molienda y tamizado.

-