DESINTEGRACIÓN MECÁNICA DE SÓLIDOS
1. DEFINICION. Es un operaci operación ón unitaria unitaria de4 tipo físico mecánico mecánico que tiene tiene por finalida finalidad d (distribui (distribuir) r) disminuir el tamaño de la partícula de un sólido para aumentar la superficie especifica especifica del solido empleando algún tipo de energía. Aesp = !"# = !"$ (masa)
2.EVOLUCIÓN DE LA MOLIENDA %esde los comien&os de la ci'ili&ación el ombre se a beneficiado de los distintos tipos de cereales para fabricar fabricar el pan que a 'ariado según según las &onas * las culturas de los distintos pueblos. +robablemente el m,todo de molturación más primiti'o a*a sido el empleo de dos piedras mas o menos duras planas * pulidas entre las que se macacaban los cereales asta conseguir una arina con la suficiente finura para ser asimilada por el organismo se puede decir que este fue el primer antecedente de la fabricación de pan. a utili&ación de los más 'ariados instrumentos instrumentos por percusión o ro&amiento permitiendo moler los granos de los distintos cereales se remontan a las sociedades pre agrícolas * agrícolas del -eolítico. En las eca'aciones arqueológicas se encuentran con frecuencia unos tipos de molinos consistentes en un piedra con la parte superior cónca'a sobre la que se acia girar una pie&a del mismo material * 'olumen cilíndrico. /on los molinos conocidos con el nombre de metate americano. En Asturias el molino de mano de ruedas circulares de piedra primera e'olución de los molinos neolíticos neolíticos aparecen aparecen por primera 'e& durante el el periodo de de la romani&ación. romani&ación. En el castro de 0oaña se encontraron 'arios de estos molinos en las 'i'iendas descubiertas. /u funcionami funcionamient ento o consistí consistía a simplemente simplemente en acer girar la piedra superior superior sobre sobre la inferior inferior accionándola accionándola manualmente manualmente con un palanca dispuesta de forma lateral lateral el grano se iba alimentando por un agu1ero que lle'aba la rueda superior. 2asta la introducción del culti'o del maí& finales del siglo 35 * comien&os del 355 en Asturias solo se molía la escanda escanda el mi1o * el pani&o. a escanda una 'e& rabilada * trillada en los molinos de rabilar se seguía molturando en los primiti'os molinos de mano circulares. Esta labor la reali&aban las mu1eres en su casa cada 'e& que necesitaban arina para la alimentación. El pani&o * el mi1o eran triturados en grandes pilones o pisones de piedra con un ma&o o 6ma*u6 de madera a base de golpearlo repetidas 'eces.
a arina de pani&o se cocía con lece * constituía la dieta más frecuente en los desa*unos de mucos ogares asturianos.
3. APLICACIONES
$ucas materias primas requieren la reducción del tamaño de sus tro&os agregados granos partículas etc. antes de que estos puedan utili&arse en la fabricación cerámica. os diferentes procesos de trituración * molienda persiguen esta finalidad por medios mecánicos * no químicos. as materias primas * los productos de las industrias químicas mineros alimenticios requieren una adecuada preparación en la que suele inter'enir el acondicionamiento del tamaño de las partículas obtenidas por desintegración de formas ma*ores. El tamaño en si no es una propiedad característica la propiedad más importante es el área específica porque a menor tamaño ma*or área específica por e1emplo7
A ma*or área específica de un catali&ador ma*or 'elocidad de reacción.
A ma*or área específica de un pigmento menor cantidad de pigmento a ser utili&ado en un recubrimiento.
En la industria alimenticia se aplica a menudo la desintegración a gran parte de las materias primas. En relación con esto se utili&an 'arios t,rminos siendo la diferencia entre ellos de aplicación * finalidad más bien que de principio.
4. FUNDAMENTO TERICO 4.1 LEYES DE LA DESINTEGRACIÓN 4.1.1 TEORÍA DE RETTINGER Es cuando el resultado inmediato de la desintegración es liberar nue'as superficies donde el traba1o necesario para una desintegración sea proporcional al aumento de superficie producida
W = z ∆S
z7 Es la cantidad de energía contenida en una unidad de superficie energía superficial especifica
∆S:/f 8/i El aumento superficial Paa !"a #!#$a"%&a W = z ∆S/V =z ( Sf /V-Si /V )
S'V: /uperficies especificas de la sustancias Paa !" %!() 0uando se desintegra * mantiene su forma entonces S'V 'aldrá7 9 !"#= 9 " W = 6 z (1 / Lf -1/ Li )
*: %)+,&%&+"$+ de forma
Paa !"a +#,+a 0uando se desintegra * mantiene su forma entonces S'V 'aldrá7 :%!";"9: %# = 9" % W = 6 z (1 / Df -1/ Di ) W = j z ε 1/η(1 / Lf -1/ Li )
- z :son los 'alores medios de las magnitudes /:un coeficiente de uecospara compactos será la unidad 0:un coeficiente de rendimiento ('alor entre < * la unidad) 4.1.2 LEY DE IC Es el traba1o físico necesario para la desintegración seria función logarítmica el cociente de los tamaños inicial * final. W = B log Li / Lf El traba1o absorbido para poder producir cambios análogos en la configuración de dos cuerpos geom,tricamente seme1antes * de la misma materia 'aria con el 'olumen o la masa de esos cuerpos. /egún ic> se necesita la misma cantidad de energía para desintegrar una materia de ; a<.? cm. @ue desde <.? a<.!? cm. @ue desde <.<; a<.<
: Es una constante que depende del aparato de la clase de materia que se desintegra * aun de la forma en la que se efectúa la operación. a le* de ittinger se cumple me1or que la e* de ic> en molinos finos
4.1.3 LEY DE OND El traba1o para romper un aroca es el que 1ustamente se necesita para sobrepasar su deformación crítica * que apare&can la grietas de fractura por el aporte de energía. 0uando pasa la acción la ma*or parte del traba1o aplicado se con'ierte en calor matemáticamente entonces el trabajo necesario es inversamente proporcional a la raíz cuadrada del tamaño producido
0.5 0.5 W = W i( 100/ L ) (r - 1 / r 0.5 ) f
Kwh!o"-1
Lf # Bamaño del producto molido (micrones) r # El cociente de desintegración ( L /i Lf ) W i# Es la constante de energía que requiere ser conocida pre'iamente para poder aplicar esta en ilo'atios Cora necesarios para subdi'idir una pie&a de una tonelada desde un tamaño prácticamente infinito asta que tengan un tamaño inferior en micrones.
4.2 P)!%$)# +#!$a"$+#. El ob1eti'o principal de la molienda es la producción de partículas que tengan una característica granulom,trica dada epresada como un D de partículas más pequeñas o más grandes que un cierto tamaño. a fragmentación de partículas es aleatoria pues depende de la probabilidad de impacto entre los cuerpos moledores. Así una partícula puede ser molida mucas 'eces mientras que otras no se molerán nunca. El producto obtenido contiene entonces una amplia distribución de tamaños de partícula por lo tanto es necesario acoplar los molinos con unidades de clasificación por tamaño para obtener un producto de me1or calibre. Estas unidades tienen un importante efecto en la calidad del producto molido. El reca&o de las partículas gruesas es retornado al circuito de molienda para una nue'a 'ariable cla'e en el control de la molienda.
4.3 E5!&6)# T&$!a)+# (a#$)#7 máquinas cu*a alimentación son tro&os grandes ( ? FcmG de %iámetro)
T&$!a)+# &"$+7+&)#7 máquinas que no se alimentan de masas mu* grandes * que dan un producto capa& de pasar el tami& de4< mallas M)&")# + ,&")#. $áquinas que dan producto que pasa por el tami& de !<< mallas PARA
4.3.1 8UERANTADORES DE MANDÍULAS En este tipo de aparatos cuentan con dos placas mu* fuertes llamadas mandíbulas. Hna de ellas es 'ertical * 'a fi1a al arma&ón de la maquinaI la otra esta articulada al aparato para que pueda eperimentar un mo'imiento de 'ai',n sobre el anterior. En todos los casos la carga se efectúa por la parte superior (boca de carga). as materias 'an ca*endo acia la boca inferior de carga (abertura) al ale1arse las mandíbulas * son trituradoras cuando se aproiman estas. a posición inclinada de la mandíbula mó'il determinada en tres casos una de oclusión o enca1e tanto ma*or cuanto más aba1o se efectúa gradualmente.
4.3.2 8UERANTADORES GIRATORIOS En la carcasatroncocónica dentro del cual se mue'e un pistilo que se despla&a giroscópicamente. El pistilo tambi,n es cónico pero menor para que la abertura sea ma*or en la parte alta del sistema &ona de carga de la roca.
S+%%&9" 6) + 6a") )&z)"$a a;( + )# 9
E#5!+7a + ,!"%&)"a7&+"$)
4.3.3 8UERANTADORES DE MARTILLOS
En estas máquinas un e1e de rotación arrastra en su mo'imiento a una serie de crucetas las cuales lle'an en su etremo sendos martillos (m) de aceros duros mu* pesados que 'an articulados a la cruceta por correspondientes pi'otes. a 'elocidad lineal de los martillos es superior a la de caída libre de los sólidos que se alimentan por la tolda $ con lo que los tro&os tienen oportunidad de ser golpeados repetiti'amente la ca1a es 6 donde se lan&an contra las paredes. /on de buen redimiendo alta capacidad * necesitan poco espacio esto unido a su ele'ado 'alor de los ace mu* preferidos para la desintegración primaria e intermedia .
4.3.4 TRITURADORES DE RODILLOS
Triturador rodillos .La parte superior de la fgura Presenta una corte de los rodillos por el plano Vertical y la inerior por el plano horizontal
Consisten en dos rodillos iguales con sus e1es dispuestos ori&ontalmente * paralelos que se someten a rotación en sentido opuesto * el uno acia el otro. Hno de los dos rodillos 'a montado sobre una corredera * esta mantenido en posición por fuertes resortes que actúan sobre los co1inetes * permiten que se retiren ligeramente para dar paso a alguna pie&a gruesa. El otro rodillo 'a fi1o a la armadura de la maquina. Ambos están forrados de material de acero duro * pueden tener la superficie li&a.
El Angulo de ataque aumenta con el diámetro de los rodillos * con su separación * aumento tambi,n al disminuir el tamaño de la alimentación. a característica de estos trituradores es la buena uniformidad de granulometría de sus productos especialmente en el caso de los rodillos sean de superficie lisa. El acanalado de esta reduce la uniformidad pero permite emplear alimentación de ma*or tamaño * me1ora el cociente de reducción que es mu* ba1o en estas maquinas
$ri!%r&'or ' %" olo ro'illo
%onde se emplean siempre la indentacion de las superficies mó'iles dentro de los aparatos de los rodillos es en trituradores de un solo rodillo. En estas maquinas la trituración efectúan los dientes del rodillo contra la placa fi1a de acero duro fácilmente recambiable .
4.3.= TRITURADORES ROTATORIOS
Vi!& *%+,!i&+"! " i" r!i&l ' " !ri!%r&'or ro!&!orio /e les llama de cono * de campana por la forma del órgano acti'o. Este no tiene mo'imiento giroscópico como en el caso giratorio sino simplemente rotatoria a una !?<8 #<< r.p.m. Biene una trituración progresi'a a medida que desciende el mineral * que la maquina traba1e con ma*ores cocientes de reducción.
/u funcionamiento es mu* regular son de poco coste relati'o * se utili&an para triturar materias de dure&a mu* 'ariable. 0ompiten con los de rodillos * los de martillo superando a los primeros en el cociente de reducción * al a los segundos en ma*or regulación granulom,trica del producto pero son inferiores a cualquiera de ellos en capacidad de producción.
4.3.* MOLINOS DE RULOS
/on dos grandes ruedas de llanta mu* anca que se montan para que puedan girar alrededor del e1e ori&ontal al cual otro e1e 'ertical imprime el mo'imiento rotatorio lento. En su despla&amiento los rulos se desli&an sobre una plataforma pro'oca esfuer&os de compresión * tambi,n de frotamiento. a alimentación se efectúa por la parte central * las muelas se encargan de irla lle'ando poco a poco acia la peri ferie de la plataforma.
4.3.> MOLINOS TAULADORES. MOLINOS DE OLAS? DE ARRAS Y DE GUI@ARROS 0onsisten en un cilindro más o menos largo dispuesto ori&ontalmente la que se ace girar alrededor de su e1e * en cu*o interior se a depositado pre'iamente una carga de bolas de barras de pequeña sección * de longitud casi igual a la del cilindro o de gui1arros. a rotación del cilindro tiene a ele'ar la carga asta cierta altura desde la cual caen los cuerpos moledores en cascada percutiendo sobre la parte de la carga que quedan en la &ona inferior.
Si" !r&"r&l ' %" 2oli"o ' 3ol&
4.3. MOLINO DE ANILLOS /e emplean para la pul'eri&ación fina como los tubulares e igual que estos pueden traba1ar en corriente de aire o gases. 0onstan de fuertes anillos forrados interiormente de acero duro al que se da un mo'imiento rotatorio * sobre el que uno o mas rodillos ruedan arrastrados a causa de la tensión que e1ercen contra la superficie de aquel.
2oli"o ' &"illo +o'lo S!%&r!&"!
4.3.B MOLINO DE CORRO +ara molino fino utili&an la energía de un corro de gas o 'apor para impulsar las partículas contra superficies duras * conseguir su desintegración. El tamaño de las partículas inicial a de ser suficientemente fino para que puedan ser suspendidas * arrastradas por el fluido. 0ontribu*e a la desintegración el frotamiento entre las partículas
2oli"o ' 4horro
En este tipo de molino no a* cámara especial de me&cla .a suspensión producida en la parte inferior sigue una marca ascendente en el aparato * en la parte superior la fuer&a centrifuga ace que las fracciones gruesas sigan en el aparato * 'uel'an al ciclo por la rama descendente J impulsadas por una corriente secundaria de gas mientras la suspensión de finos se etrae por la &ona menos perif,rica.
4.4 TIPO DE FUERAS 8UE INTERVIENEN as máquinas industriales para subdi'idir sólidos operan de 4 modos posibles7 4.4.1. C)76+#&9" 0ascanueces educción tosca de sólidos duros. -o genera $ucos finos 4.4.2 I76a%$) $artillo %a productos gruesos medios o finos 4.4.3 F)$a7&+"$) ima %a productos mu* finos a partir de materiales Klandos * no abrasi'os 4.4.4C)$a) Bi1eras %a un tamaño de partícula bastante preciso con ba1a =. cantidad de finos
4.= CRITERIOS PARA SELCCIONAR UN E8UIPO DE DESINTEGRACION
•
El consumo energ,tico debe ser mínimo por cada unidad de cantidad de producto.
•
/e debe poder traba1ar con una máima relación de desintegración.
•
os costos deben ser mínimos.
•
a forma de efectuar la alimentación debería ser regulable selecti'a.
•
/e debe obser'ar la forma más eficiente de retirar o dar salida al producto una 'e& que su tamaño a*a sido medido.
En la elección del tipo * tamaño del equipo de trituración * molienda deben tenerse en cuenta los puntos siguientes7 ;8. %ure&a * tenacidad de la materia prima. !8. Bamaño de los tro&os tal como se reciben. #8. 0ontenido de umedad del material. 48. Bamaño deseado del producto final. ?8. 0antidad de producto que se requiere. 98. 5mpure&as que pueden eistir * si estas deben reca&arse o triturarse. Jtro punto a considerar en relación con el equipo de trituración * molienda es el que se refiere a sí este se destina a operación discontinua o continua. En ,l último caso la molienda puede reali&arse en circuito abierto o en circuito cerrado. El m,todo antiguo del circuito abierto implica el empleo de un caudal de alimentación lo bastante lento para que todas las partículas se redu&can por deba1o del tamaño máimo permitido. En mucas maquinas los finos productos al principio tiene un efecto amortiguador por lo que prolongan el tiempo * la potencia consumidos en la reducción de las ultimas partícula. /i tales máquinas de molienda se conectan con un clasificador que separa las partículas suficientemente finas * de'uel'e al molino las que no lo son puede economi&arse muca energía * emplearse ma*ores 'elocidades de alimentación. a molienda en circuito cerrado puede acerse en úmedo * en seco aportándose aire caliente para umedecer el material. +ueden conectarse en circuitos cerrados molinos de bolas de gui1arros de tubo de barras * de martillos.
4.* PARTES DE UN E8UIPO DE DESINTEGRACION. A. a forma de efectuar la alimentación debe ser7 - egulable para una adaptación a distintas necesidades. - /electi'a para impedir la entrada de tamaños per1udiciales o ecesi'os. K. a acción de desintegración que tiene dos tipos de partes7 $ó'iles o acti'os. Anclados o fi1os. 0. /alida del producto una 'e& que su tamaño es el requerido.
-
=. ILIOGRAFIA. 8ttp7""LLL.geocities.com"0ollege+ar>"ibrar*"9<9"molienda.tml 8ttp7""LLL.mt*.itesm.m"dia"deptos"iq"iqM?MN;"$olienda.+%O 8BE0$A@ / (Empresa Argentina de equipos). 8 5nforme8molino de barras8 Puaquin8Jsses8/antis.pdf Hni'ersidad de 0ile Oacultad de 0iencias Oísicas * $atemáticas %epartamento de 5ngeniería $ecánica
8 QBecnología de los Aparatos de Oragmentación * de 0lasificación %imensionalR E. 0. Klanc. 0oleción ocas * $inerales $adrid. QBrituración $olienda * /eparación de $ineralesR Sanganoff. Ed7 Alsina. Q$anual de preparación de $ineralesR Baggart.
