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NORMA CUBANA
631: 2008
MINERALES — ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO POR TAMIZADO — REQUISITOS GENERALES
Minerals — Particlesize Analysis by Sieving — General Requirements
ICS: 73.060.99
1. Edición Noviembre 2008 REPRODUCCIÓN PROHIBIDA
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•
Ha sido elaborada por el Comité Técnico Normalización NC/CTN 101 Minería y Minerales integrado por las representantes de las siguientes entidades: -
Ministerio de la Industria Básica Ministerio de Educación Superior Ministerio de la Construcción Ministerio de la Industria Alimenticia Ministerio del Comercio Interior Oficina Nacional de Normalización Ministerio de Ciencia, Tecnología y Medio Ambiente Grupo Empresarial Geominsal Centro de Investigaciones para la Industria Minero- Metalúrgica Instituto de Geología y Paleontología
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Empresa Central de Laboratorios “José Isaac del Corral”
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Oficina Nacional de Recursos Minerales Instituto Geofísica Astronomía
Contiene los Anexos A (informativo) y B (informativo
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NC 631:2008 MINERAL ES — ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO POR TAMIZADO — REQUISITOS GENERALES
1 Al can ce Esta Norma Cubana especifica los métodos usados para determinar la distribución del tamaño de partículas por tamizado de minerales. Es aplicable a tamaños de partículas desde 36 μm hasta aproximadamente 71 mm 2 Fundamento del método Este método se basa en pesar la muestra y hacerla pasar por un juego de tamices, pesando el retenido en cada tamiz, y determinar el % de este con relación a la masa de la muestra inicial. Hay materiales que tienen un contenido de humedad externa que envuelven la capa superficial provocando la aglutinación de las partículas y la tupición de los tamices lo cual dificulta la separación de estos en el tamiz según el tamaño y obstaculiza el paso de los granos más pequeños a través de los agujeros, por lo que estos granos quedan en el producto sobre la malla (retenido); esto se agudiza cuando el material contiene arcilla dificultándose el tamizaje incluso con humedad mínima. Los materiales arcillosos forman, durante el tamizado, terrones que afectan el tamizaje del producto, además de que la arcilla cubre rápidamente los agujeros del tamiz. En dependencia de las características de las muestras será el método de tamizado que se realice. Se puede emplear el método de tamizado por vía seca o vía húmeda y los resultados obtenidos por estos métodos pueden no ser los mismos Los siguientes factores deben ser tomados en cuenta a la hora de seleccionar uno u otro método: a) Tamizado por vía húmeda se usa si hay una tendencia de una proporción significativa de partículas finas a adherirse a terrones más grandes o si el mineral tiene una tendencia a aglutinarse en el secado. b) Tamizado por vía seca se usa cuando prácticamente no hay partículas finas o polvo en el mineral. 3 Ap aratos y utensi li os 3.1 Juego de tamices seleccionados de acuerdo al interés del cliente. Ver anexo A. 3.2 Estufa eléctrica capaz de alcanzar hasta 105 o C, con un control de temperatura que garantice una variación de ± 5 o C . 3.3 Balanza de precisión para la determinación de la masa con una sensibilidad de al menos 0.1g. 3.4 Vibrador de tamices para vía húmeda o vía seca. 3.5 Cepillo de nylon. 3.6 Brocha de cerda animal. 3.7 Cuarteadores manuales o mecánicos.
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3.8 Recipiente o cápsulas para secar muestras. 3.9 Pala de mano. 3.10 Ducha y conexiones para agua. 3.11 Desecadoras. 3.12 Baño ultrasónico. 4 Preparación de la mu estra La muestra inicial se secará a una temperatura de 105 oC ± 5 oC por un espacio de 24 h, este tiempo puede ser menor o mayor en dependencia de la humedad de la misma, y se homogeneizará y cuarteará de acuerdo a los pesos que se quieran procesar aplicando un método de muestreo adecuado con el objetivo de obtener una porción representativa. Para el análisis de laboratorio con tamices de ensayo de 200 mm de diámetro se tomarán las cantidades de muestra de acuerdo a la tabla. Tabla 1 — Peso de la porció n de muestra para ensayo granulo métrico Tamaño nomi nal máximo de las partículas mm 0,149 4,76 25 38 71
Peso de la por ción de muestra para ensayo G 100 500 1000 1500 2000
Para que las mallas no se dañen durante el tamizaje, el diámetro de las partículas mayores de la carga no excederá el valor de: 10 ∗ W
0.7
; mm
Donde: W es la abertura nominal del tamiz.
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5 Procedimiento 5.1 Preparación y limp ieza de los tamices de ensayo o juego de tamices En caso de tamices que van a ser utilizados por primera vez, estos serán desengrasados y limpiados. La limpieza de los tamices será llevada a cabo con gran cuidado para que la malla no sea dañada. En los tamices con abertura igual o mayor a 500 μm, la limpieza será realizada utilizando una brocha para eliminar el remanente en el tamiz. Para tamices con abertura menor que 500 μm la limpieza ultrasónica es el método preferido. También podrían ser golpeados ligeramente para eliminar las partículas atrapadas. En algunas ocasiones puede ser necesario lavar los tamices finos con una solución de agua y jabón tibia. Después de lavados o de la limpieza ultrasónica los mismos deben ser secados. 5.2 Tiempo de tamizado El tiempo de tamizado depende de las características del material, el volumen de la carga inicial, la intensidad del tamizado y la abertura del tamaño nominal de los tamices. Un tiempo de tamizado fijo basado en la experiencia puede ser conveniente. En la tabla 2 se dan ejemplos como una indicación general de tiempo de tamizado por vía seca que pueden tomarse en cuenta. Tabla 2 — Ejemplo s de tiempo de tamizado usando el método p or v ía seca Abertura del tamiz Mm 4 y mas mayores -4 a 1 -1
Tiempo para tamizado manual min 3 Variable variable
Tiempo para tamizado mecánico min. 3 5 20
5.3 Tamizado po r vía seca 5.3.1 Tamizado manual a) Pese la porción de ensayo según la cantidad necesaria indicada en la tabla 1. b) Para el análisis de laboratorio en tamices de 200 mm de diámetro tamice las partículas mayores de 4 mm en cada malla por separado; y las menores pueden ser tamizadas en un juego de tamices. c) Monte el juego de tamices en forma decreciente de acuerdo a su abertura nominal unida a un fondo de tamices. d) Tome el tamiz o juego de tamices con ambas manos y muévalo horizontalmente hacia afuera y hacia dentro con una amplitud aproximada de 70 mm. Si el material es difícil de tamizar especialmente en la fracción -4 mm + 1 mm, interrumpa el movimiento de vaivén por un movimiento circular.
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e) Para tamaño de abertura menor de 1mm, tome el tamiz o juego de tamices con una mano y golpee aproximadamente 60 veces en un minuto contra la otra mano con una inclinación de 10 o a 20 o, después de 30 golpes ponga el tamiz en posición horizontal, gire 90 o y de un golpe fuerte con la mano contra el marco del tamiz. Si las partículas son difíciles de tamizar o cuando está usando tamices finos, tamice ligeramente el material que queda sobre el tamiz con la ayuda de una brocha suave a fin de aflojar las partículas atrapadas en el mismo. El polvo o partículas que pasan por las aberturas del mismo son adicionadas a la fracción tamizada. f) Detenga la operación cuando se alcance el tiempo de tamizado fijado o el punto final de tamizado. Ver 5.5. g) Pese las fracciones de tamaño de partículas separadas individualmente. 5.3.2 Tamizado mecánico Este procedimiento es aplicable a cualquier tamaño de partícula usando un tamiz simple o un juego de tamices y se procede de la siguiente forma: a) Pese la porción de ensayo según la cantidad necesaria indicada en la tabla 1. b) Monte el juego de tamices de mayor abertura en la parte superior y el fondo de tamiz en la base. c) Coloque la carga en el tamiz superior y ajuste la tapa. d) Monte el juego de tamices en el vibrador mecánico y conecte el equipo. e) Detenga la operación cuando se alcance el tiempo de tamizado fijado o el punto final de tamizado (Ver 5.5) y compruebe el tamizado manualmente en cada tamiz de acuerdo con el procedimiento anteriormente descrito. f) Pese las fracciones de tamaño de partículas separadas individualmente. 5.4 Tamizado por vía húm eda 5.4.1 Tamizado m ecánico a) Pese la porción de ensayo según la cantidad necesaria indicada en la tabla 1. Si la muestra ha sido secada antes del tamizado húmedo, moje la misma mezclándola con una pequeña cantidad de agua para reducir las pérdidas de polvo. b) Monte el juego de tamices en forma decreciente de acuerdo a su abertura nominal arreglado de forma tal que la carga completa este sometida a un flujo copioso de agua. c) Coloque la carga en el tamiz de mayor abertura. d) Conecte el equipo y lave los sólidos con un chorro fino de agua a velocidad y presión baja hasta que esta salga transparente. Realice esta operación con cuidado para evitar las pérdidas del material por tupición de los tamices y que el agua no desborde el marco del tamiz.
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e) Una vez terminado el tamizado desconecte el equipo y retire los tamices de vibrador. f) Vierta el retenido de cada tamiz con un cepillo en un recipiente y ayudado por la ducha, lave el tamiz. Decante el agua del recipiente y pase el retenido utilizando un choro fino de agua a una cápsula o vidrio reloj previamente tarado. g) Ponga a secar las muestras a temperatura de 80 o C ± 5 o C. h) Determine el peso del retenido de cada tamiz por diferencia de pesada. 5.4.2 Tamizado manu al Para tamizado manual por vía húmeda usando tamices individuales, un método alternativo es sumergir la carga en agua durante la agitación del tamiz teniendo cuidado para asegurar que el agua no se desborde por las paredes del tamiz. La suspensión lavada a través de un tamiz más grueso será colocada directamente en el próximo tamiz. Detenga la operación cuando se alcance el tiempo de tamizado fijado o el punto final de tamizado (Ver 5.5). 5.5 Procedimiento p ara determinar el punto f inal de tamizado 5.5.1 Procedimiento c uando se u sa un j uego de tamices 5.5.1.1 Aplique la determinación del punto final de tamizado al tamiz de menor abertura. Sitúe este inmediatamente sobre el fondo de tamiz y adicione los tamices de mayor abertura ajustando la tapa. 5.5.1.2 Coloque la carga en el tamiz de la parte superior del juego de tamices y tamice por 1 min. 5.5.1.3 Tome la muestra que pasa hacia el fondo de tamiz y determine su masa. En caso de tamizado húmedo, decante y seque la muestra antes de pesarla. 5.5.1.4 Compruebe que la cantidad de material que pasa por el tamiz de menor abertura es menor que 0.1 % de la masa del retenido en dicho tamiz, entonces este será el punto final de tamizado, en caso contrario continúe la operación de tamizado por otro minuto. 5.5.1.5 Determine la masa de la muestra que pasa hacia el recipiente durante el segundo minuto y compruebe lo planteado en el punto anterior y de no alcanzarlo repita esta secuencia hasta lograrlo. 5.5.1.6 Adopte la duración del tamizado para alcanzar el punto final en el tamiz de menor abertura como el tiempo de tamizado para todas las fracciones. Si el punto final no es alcanzado con 30 min, entonces adopte un tiempo de tamizado arbitrario. 5.5.2 Procedimiento usando tamices individuales 5.5.2.1 Use un tamiz individual con su fondo de tamiz y tapa. 5.5.2.2 Coloque la carga en el tamiz con el tamaño de abertura mayor, y tamice por 1 min. El material que pasa el tamiz constituye la carga para el tamiz de ensayo con la siguiente abertura
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más pequeña. El tamizado por 1 min es ejecutado sucesivamente en los tamices de abertura más pequeña, simulando el tamizado con un juego de tamices. 5.5.2.3 Tome la muestra que pasa hacia el fondo de tamiz y determine su masa. En caso de tamizado húmedo el producto debería primero ser decantado y secado. 5.5.2.4 Continúe esta secuencia de operación tamiz a tamiz hasta que la cantidad de material que pasa el tamiz especificado en 1 min es menor que el 0,1 % de la carga y habrá concluido la operación de tamizado. 5.5.2.5 Adopte la duración del tamizado para alcanzar el punto final en el tamiz especificado como el tiempo de tamizado para todas las fracciones. 6 Resultados 6.1 Evaluación de los resultados: La suma de todas las masas de las fracciones incluyendo la fracción que pasa por el último tamiz no debe diferir de la masa inicial tomada para el ensayo en más de 1 % para tamizado seco y 3 % para tamizado húmedo. 6.2 Cálculo y expresión de los resultados: Las porciones de los retenidos en cada tamiz se calculan por la siguiente fórmula:
R
Mr =
Mi
∗
100 %
Donde: R
es el por ciento en peso de cada fracción, expresado en por ciento (%);
Mr es la masa del retenido en cada tamiz, expresado en gramos (g); Mi es la masa inicial de la muestra seca, expresado en gramos (g). El por ciento acumulado se obtiene sumando el % de partículas retenidas en un tamiz determinado con el % de partículas retenidas en los tamices que le anteceden. Los resultados se expresarán en por ciento en peso con un lugar decimal. 7.0 Repetibilidad La diferencia entre las masas de las fracciones correspondientes, expresadas en por ciento, a dos ensayos realizados en paralelo sobre una misma muestra no debe ser superior a X % donde: X
=
Y
F min
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Donde: X es el valor máximo permisible que se obtiene de la diferencia entre los por ciento en masa de las fracciones correspondientes a dos ensayos realizados en paralelo sobre una misma muestra. Y es el factor que caracteriza la precisión correspondiente a diferentes tipos de tamizaje. F min . Es la menor de las masas de dos fracciones, expresadas en % de la masa. En la práctica el factor (Y) varía, de acuerdo al método de tamizado y a las características físicas del material. Los siguientes valores son típicos. Método de tamizaje Seco Manual<1 mm Seco manual>1 mm Húmedo manual
Factor Y. 0.5 0.2 0.1
En materiales muy finos que no cumplan con estos requisitos al ser tamizados por vía seca, se tamizará por vía húmeda.
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NC ANEXO A (Informativo)
Relación d e tamices más frecuentemente util izados en el análisis granul ométrico Mm 71.0 63.0 56.0 50.0 45.0 40.0 35.5 31.5 28.0 25.0 22.4 20.0 18.0 16.0 14.0 12.5 11.2 10.0 9.00 8.00 7.10 6.30 5.60 5.00 4.50 4.00 3.55 3.15 2.80 2.50 2.24 2.00 1.80 1.60 1.40 1.25 1.12 1.00
μm
900 800 710 630 560 500 450 400 355 315 280 224 200 180 160 150 125 112 100 90 80 71 63 56 50 45 40 36
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NC 631:2008 ANEXO B (Informativo) Ejemplo de como presentar los resultados del Análisis Granulométrico
Laboratorio de Ensayo: Marca del Tamiz: Duración del tamizaje: Tipo de material: Método de tamizado
Manual
Mecánico
Vía de tamizado
Seco
Húmedo
Tamices de ensayo
Redondo
Cuadrado
Tamaño
Masa Inicial de la Carga ; M i : 47,06 g Rango de tamaño Masa de la fracción Retenido de cada de partículas en g fracción en % (tamaño nominal) en mm < 0,045 0,51 1,1
1,1
0,045 a 0,050
1,31
2,8
3,9
0,050 a 0,063
5,13
10,9
14,8
0,063 a 0,080
6,51
13,8
28,6
0,080 a 0,100
5,26
11,2
39,6
0.100 a 0,125
7,36
15,6
55,2
0,125 a 0,180
9,76
20,7
75,9
0,180 a 0,200
8,15
17,3
93,2
> 0,200
2,83
6,0
99,2
M=Σ Mr=46,82 g
Pérdidas en masa: Mi-M=0,24 g Mi-M/ Mi *100= 0,51 %
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Retenido acumulado en %
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NC Bibliografía
[1] ISO 4701: 1999 Iron Ores. Determination of size distribution by sieving. [2] NC 1:2005 Reglas para la Estructura, Redacción y Edición de las Normas Cubanas y otros documentos relacionados. [3] NC ISO 78-2:2004 Química – Disposiciones para las normas – Parte 2: Métodos de análisis químico. [4] NRIB 199:1988 Minerales. Análisis Granulométrico. Requisitos Generales. [5] NC 178:2002 Áridos. Análisis Granulométrico.
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