informe n°2

Laboratorio de Ingeniera Qumica II

Laboratorio de Ingeniera Qumica IIPrctica N 2: Tamao de partculas por Tamizado

INDICEINTRODUCCION2MARCO TEORICO31.1 TAMIZADO31.2 TAMIZ41.3 DETERMINACIN DEL TAMAO DE PARTCULAS52.3.1. GRFICA GRANULOMTRICA E INDICADORES6

2.3.2. MUESTREO7

EQUIPOS Y MATERIALES8PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL11OBSERVACIONES EPERIMENTALES11DATOS EXPERIMENTALES12RESULTADOS OBTENIDOS Y CALCULOS EFECTUADOS13ANALISIS DE RESULTADOS20CONCLUSIONES21BIBLIOGRAFIA CONSULTADA Y REFERENCIAS21 ANEXOS22

1. INTRODUCCIN

El presente informe va a presentar el desarrollo de Separacin de tamao de partculas principalmente por tamizado utilizando el nido de tamices que se encuentra en el Laboratorio de Operaciones y Procesos Unitarios. Esta operacin es utilizada en los diferentes tipos de industrias tanto en metalurgia como en la industria alimentaria. En la minera esta operacin permite separar los tamaos de partculas de los minerales. Esta operacin se llev a cabo en el laboratorio con la ayuda de un equipo de tamizado se utiliz como muestra de trabajo un mineral, la cual se evalu en una serie de tamices, hallando las fracciones de rechazo, tamizado y para luego hacer las grficas respectivas de retenido y tamizado acumulado con respecto al dimetro promedio.

1. MARCO TEORICO

2.1. TAMIZADOEs un mtodo fsico para separar mezclas, el cual consiste en hacer pasar una mezcla de partculas de diferentes tamaos por un tamiz, cedazo o cualquier equipo con el que se pueda colar. Las partculas de menor tamao pasan por los poros del tamiz o colador atravesndolo y las grandes quedan retenidas por el mismo. Un ejemplo podra ser: si se saca tierra del suelo y se espolvorea sobre el tamiz, las partculas finas de tierra caern y las piedritas y partculas grandes de tierra quedarn retenidas en el tamiz.El material que se hace pasar por una serie de tamices de diferentes tamaos se separa en fracciones clasificadas por tamaos, es decir, fracciones en las que se conocen los tamaos mximos y mnimos de las partculas. En algunas ocasiones el tamizado se lo realiza en hmedo, pero la mayora de las veces se opera en seco.El material que no atraviesa los orificios del tamiz se designa como rechazo o fraccin positiva, y el que lo pasa se llama tamizado o fraccin negativa. Utilizando ms de un tamiz, se producen distintas fracciones de tamizado y pueden designarse segn los tamaos de los orificios o segn el nmero de mallas por unidad de superficie, utilizados en la separacin.

Figura 1: Realizacin de una operacin de tamizado en laboratorio

Fuente:http://geonajar.com/ingenieria/mecanica%20de%20suelos_archivos/tamizado2.jpg

2.2.- TAMIZUn tamiz es una malla metlica constituida por barras tejidas y que dejan un espacio entre s por donde se hace pasar el alimento previamente triturado. Las aberturas que deja el tejido y, que en conjunto constituyen la superficie de tamizado, pueden ser de forma distinta, segn la clase de tejido. Las mallas cuadradas se aconsejan para productos de grano plano, escamas, o alargado.

Figura 2: Tamiz

Fuente: http://www3.ucn.cl/FacultadesInstitutos/laboratorio/foto4.jpg

La separacin de materiales slidos de acuerdo a su tamao es importante para la produccin de diferentes productos, como ejemplo estn las arenas slicas. Adems de lo anterior, se utiliza para el anlisis granulomtrico de los productos de molinos para observar la eficiencia de stos y para su control. Es por esto que realiza el tamizado. Esa operacin unitaria separa por granulometra la muestra dndole homogeneidad y medida por el tamao malla usado. Se realiza en ausencia de presin. Acompaa a la molienda cuando se quiere separar a los slidos de distintos tamaos. Se utilizan mallas de marca Tyler de tamao universal, mientras mayor sea el nmero tyler, menor ser la abertura y por ende menor ser el tamao de las partculas que pasan por la malla.El nmero de mallas por centmetro cuadrado o nmero de tamiz N se define a partir del ancho de malla (m = d + L):

Figura 3: Representacin del tejido de un tamiz de malla cuadrada en el que se reflejan sus principales caractersticas fsicas.

Fuente: http://www2.uah.es/rosal/virtual/practicas/Pr%E1cticasIQ2012.pdf

Los tamices han sido normalizados en los pases anglosajones segn las normas ASTM. (American Society for Testing and Materials) siguiendo una razn de aberturas

2.3.- DETERMINACIN DEL TAMAO DE PARTCULASEl tamao de una partcula puede expresarse de diferentes modos. Si la partcula es esfrica, el valor representativo podr ser su dimetro, su rea proyectada sobre un plano, su volumen o la superficie total de la partcula. Si forma cbica, el valor representativo de su tamao puede ser la longitud del lado, el rea proyectada, el volumen o la superficie total del cubo.Existen diversos mtodos para medir el tamao de las partculas, cuyos resultados dependen de la diferencia o intervalo de los tamaos, de sus propiedades fsicas y de las caractersticas permitidas de desecacin o humedad.

2.3.1.- GRFICA GRANULOMTRICA E INDICADORESLa curva granulomtrica es una representacin grfica de los resultados del ensayo de granulometra.Se representa grficamente en un papel denominado "log-normal" por tener en la horizontal una escala logartmica, y en la vertical una escala natural.

Figura 4: Grfica Granulomtrica

Fuente: "http://es.wikipedia.org/wiki/Curva_granulom%C3%A9trica

La informacin obtenida del anlisis granulomtrico se presenta en forma de curva, donde el porcentaje que pasa es graficado en las ordenadas y el dimetro de las partculas en las abscisas. A partir de la curva anterior, se pueden obtener dimetros caractersticos tales como el D10, D30, D60, D85, etc. El D se refiere al tamao del grano, o dimetro aparente de la partcula y el subndice (10, 30, 60, 85) se denota el porcentaje de material ms fino.

Tambin se pueden hacer diversos tipos de curvas como: a)Grficos diferencialesb)Grficos acumulativo, entre otros.

2.3.2.- MUESTREOAntes de cada anlisis debe preparase cuidadosamente una muestra representativa para tal efecto, deben seguir las siguientes indicaciones: Homogeneizar perfectamente la muestra bruta. Esto se puede lograr utilizando una mezcladora o hacerlo de forma manual con una pala.

Dividir la muestra en cuatro partes. Se requiere de extender la muestra sobre una superficie y dividirla en cuatro cuadrantes numerados.

Separar los cuadrantes opuestos (A y D), y el resto de la muestra se retira.

La nueva muestra se homogeniza nuevamente, se divide la muestra y en esta ocasin se toman los cuadrantes opuestos (B y C).

Se repiten los pasos anteriores hasta obtener el tamao de muestra deseado.

III.- EQUIPOS Y MATERIALES

Nido de tamices, tamices de diferente tamao de malla (1000, 800, 630, 500, 315, 250, 160 micrmetros).

Figura 5: Nido de tamices

Fuente: Elaboracin propia

Brocha de cerdas gruesas utilizada para liberar de obstrucciones a los tamices.

Esptula, lamina plana angosta que se encuentra adherida a un mango hecho de madera, plstico o metal. Es utilizada principalmente para tomar pequeas cantidades de compuestos o sustancias slidas, especialmente las granulares.

Bolsas plsticas de 38 u2, empleadas para contener las muestras de los diferentes tamices.

Figura 6: Bolsas de plstico


Balanza GRANATARIA OHAUS, cuya medicin se fundamenta en el uso de pequeas pesas.

Figura 7: balanza

Fuente: Elaboracin propiaEsta balanza de triple brazos es de gran precisin y lectura central es una alternativa econmica a las balanzas gran costo. Puede usarse en diferentes aplicaciones como control de calidad, laboratorios de enseanza y cuarto obscuro. Precisin garantizada y calidad ISO 9002. El estndar por 75 aos Capacidad de 610g - 2610g con el juego de pesas incluidas.

Graduaciones de 0.1g. Plato plano de 15.2cm. Dimensiones de 16 cm alto x 44.4cm de largo. Cuatro diferentes plataformas a escoger Compensador de ajuste de cero de resorte

Muestra de mineral.La muestra mineral utilizada fuente y pureza desconocida.

Figura 8: muestra de mineral


IV.- PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

1. Pesar la muestra de mineral y si esta pesa ms de 300g realizar un muestreo por cuarteo.2. Limpiar el juego de tamices a utilizar y ordenarlos de acuerdo a su abertura en orden decreciente.3. Colocar la muestra sobre el tamiz de mayor abertura y cubrir el tamiz con la tapa.4. Colocar la pila de tamices en el equipo y someter a un movimiento de agitacin durante 10 minutos.5. Despus del tiempo de agitacin se remueven los tamices y se recogen las partculas que han cado al recipiente del fondo. 6. Agitar manualmente para comprobar si existen ms partculas finas. Si no aparece ms partculas en el recipiente del fondo indica que ha terminado la operacin de tamizado.7. Desmontar los tamices y recolectar el material contenido en cada uno de los tamices.8. Pesar las distintas fracciones de muestra.

V.- OBSERVACIONES EXPERIMENTALES

Limpiar todo el material utilizado en la prctica, con ayuda de una brocha, eliminar todo el polvo que sea posible de los materiales utilizados en la prctica, incluido la mesa de trabajo. No utilizar agua ni objetos que puedan daar la superficie del tamiz.

Se debe tener cuidado con aquellos tamices cuyos orificios son muy pequeos porque la malla es tan fina y delgada que a la hora de la limpieza se pueden malograr

VI.- DATOS EXPERIMENTALES

Peso de muestra = 1234 g Peso de la Muestra despus del cuarteo = 364.8g

Despus de realizar la agitacin manual, se hace la medicin de la cantidad de mineral que obtuvimos por malla y lo acumulado en el ciego, formando la siguiente tabla:

Tabla 1: Nro de malla y el peso del mineral retenido en cada una de ellas Abertura , mPeso retenido , gAbertura , m

12000.0+1200

1000126.3-1200 +1000

80029.4-1000 +800

65028.5-800 +630

50023.2-630 +500

31533.5-500 +315

25024.6-315 +250

16032.8-250 +160

ciego66.5-160

Fuente: Datos experimentales tomados en el LOPU- UNAC

VII.- RESULTADOS OBTENIDOS Y CLCULOS EFECTUADOS

De la experiencia realizada, tenemos que:

W Peso total = 364.80 gr

Trabajamos adems con los datos de la tabla 1.

Hallamos la fraccin peso del retenido como del tamizado, a su vez del dimetro promedio aproximndolo al promedio aritmtico de las mallas; obtenemos:

A. PESO RETENIDOS

Tabla 2: fraccin peso del retenido y dimetro promedioDm

11000.34621711

9000.08059211

7150.078125

5650.06359649

407.50.09183114

282.50.06743421

2050.08991228

800.18229167

Fuente: Elaboracin propiaProcedemos a graficar.

GRFICO DIFERENCIAL: VS Dm

1. ARITMTICO: VS Dm

Figura 9: Vs Dm

Fuente: Elaboracin propia2. LOGARITMICO : Log() Vs Log(Dm)

Figura 10: Log() Vs Log(Dm)

Fuente: Elaboracin propia3. SEMI- LOGARITMICO : Log() vs Dm

Figura 11: Log() Vs Dm


B. RECHAZOS ACUMULADOSDeterminamos la fraccin peso en el rechazo para luego determinar el rechazo acumulado.Tabla 3: fraccin, Rechazos acumuladosDm

11000.346217110.34621711

9000.080592110.42680921

7150.0781250.50493421

5650.063596490.5685307

407.50.091831140.66036184

282.50.067434210.72779605

2050.089912280.81770833

800.182291671

Fuente: Elaboracin propia Grfico Acumulativo de rechazos : vs

1. ARITMETICO : Vs Dm

Figura 12: Vs Dm

Fuente: Elaboracin propia2. LOGARITMICO : Log() Vs Log(Dm) Figura 13: Log() Vs Log(Dm)


3. SEMI- LOGARITMICO : Log() Vs Dm



C. CERNIDOS ACUMULADOSDeterminamos la fraccin peso en el cernido para luego determinar el cernido acumulado.

Tabla 3: Cernido acumuladoDm'

11001

9000.65378289

7150.57319079

5650.49506579

407.50.4314693

282.50.33963816

2050.27220395

800.18229167


Grfico Acumulativo de cernidos : ' vs

1. ARITMETICO : ' Vs Dm

Figura 15: Vs Dm


2. LOGARITMICO : Log() Vs Log(Dm)

Figura 16: Log() Vs Log(Dm)

Fuente: Elaboracin propia3. SEMI- LOGARITMICO : Log() Vs Dm


VIII.- ANLISIS DE RESULTADOS

EN LOS PESOS RETENIDOS

En la grafica aritmetico (Dm VS ) nos indica un mayor porcentaje de acumulacin de masa en las mallas 250 y en la malla 160. En la grafica logartmica (log(Dm) VS log()) nos indica un mayor aumento del porcentaje en las ultimas mallas. En la grafica Semi- logartmica (Dm VS Log()) nos indica que tiende a aumento de porcentaje de masa homognea respecto a las dems.

EN LOS RECHAZOS ACUMULADOS:

En la grafica aritmetico (Dm VS ) se observo que la grafica tiende mas a lo lineal y tambin se observa que el mayor rechazo eran en las ultimas mallas. En la grafica logartmica (log(Dm) VS log()) se observa que la grafica tiende mas hacia una ecuacin cuadrtica, indicando que hubo un mejor rechazo acumulado. En la grafica Semi- logartmica (Dm VS Log()) se observa que la una distribucin mas balanceada respecto a las partculas finas y gruesas

EN LOS CERNIDOS ACUMULADOS

En la grafica aritmetico (Dm VS ) se observo que la grafica tiende a una ecuacin lineal lo cual indica que no hubo tantas partculas pequeas. En la grafica logartmica (log(Dm) VS log()) se observa que los puntos indican una recta lo cual indica que al disminuir el tamao de partculas tambin disminuye el tamizado acumulado. En la grafica Semi- logartmica (Dm VS Log()) se observa que disminuye el tamao de partculas del tamizado acumulado.

IX.- CONCLUSIONES

En la prctica de reduccin de tamao obtuvimos mayor cantidad de muestra tratada en la malla 500 esto quiere decir que podemos seguir reduciendo el tamao de partcula para tener un tamizado homogneo.

Los resultados obtenidos pueden tener un ligero error debido a la prdida del material causado por el polvo fino de la muestra y el material de los tamices

X.- BIBLIOGRAFIA CONSULTADA Y REFERENCIAS http://geonajar.com/ingenieria/mecanica%20de%20suelos_archivos/tamizado

http://www3.ucn.cl/FacultadesInstitutos/laboratorio

http://www2.uah.es/rosal/virtual/practicas/Pr%E1cticasIQ2012.pdf

http://es.wikipedia.org/wiki/Curva_granulom%C3%A9trica

ANEXOS

PROBLEMAS SOBRE TAMIZADOEjercicio 1Los resultados del anlisis granulomtrico de un mineral de blenda se presentan en el siguiente cuadro:

MallaAbertura,pulgadas

40.1850

60.1310

80.0930

100.0650

140.0460

200.0328

280.0232

350.0164

480.0116

650.0082

1000.0058

1500.0041

2000.0029

2700.0021

4000.0015

Malla% retenido

-4+63.40

6+85.10

8+108.50

10+1410.20

14+2012.75

20+2811.05

28+3510.40

35+488.80

48+657.40

65+1004.80

100+1504.10

150+2003.70

Si el porcentaje de partculas menores a la malla 200 es del 9.80%, encontrar el porcentaje de partculas -200 + 270 y de las partculas -270 + 400.

Solucin:Malla% retenida= Dm, pulg

-4 +63.40,158

-6 +85.10,112

-8 +108.50,079

-10 +1410.20,0555

-14 +2012.750,0394

-20+2811.050,028

-28 +3510.40,0198

-35+488.80,014

-48 +657.40,0099

-65 +1004.80,007

-100+1504.10,00495

-150 +2003.70,0035

-200 +270x0.0025

-270+400y0.0018

-400z

Se sabe: x + y +z = 9.8Encontrar: x e y:Graficamos Vs Dm

Grfica: Vs Dm

Del ajuste a la curva obtenida, tenemos:y = 3E+09x6 - 7E+08x5 + 8E+07x4 - 3E+06x3 + 54299x2 + 189.63x +2.3091R = 0.9912

De la tabla de mallas y aberturas para 200 y 270, obtenemos:

= 3.08

Para las mallas 270 y 400, obtenemos:

=2.81

Por lo tanto el porcentaje de partculas entre las mallas -200 +270 es 3.08%.Y el porcentaje de las partculas entre -270+400 es 2.81%.

Ejercicio 2 Se dispone de un tamiz, el cual se alimenta con 2 toneladas/h de un material granular cuyo tamao vara entre 1 pulgada y 100 mallas (0.0058 pulgadas). Se desea separar partculas menores a 0.25 pulgadas para lo cual se ha diseado un tamiz vibratorio.El anlisis granulomtrico del material alimentado indica que el 60% de las partculas son menores a 0.25 pulgadas, mientras que el anlisis del rechazo indica que contiene un 10% de partculas menores a 0.25 pulgadas y que el tamizado contiene un 3% de material de tamao superior a 0.25 pulgadas.Calcular la eficiencia total del tamiz, la eficiencia del rechazo y la eficiencia del tamizado; as como las cantidades de rechazo y tamizado por hora.Solucin:De lo descrito en el problema, llegamos a estos valores:

De las ecuaciones descritas:Hallamos la eficiencia del rechazo:

Reemplazando valores:

Hallamos la eficiencia del tamizado:


Hallamos la eficiencia del tamiz:


%

Hallando las cantidades de rechazo y tamizado: Para el tamizadoSe sabe:

Reemplazando valores en la ecuacin:

Para el rechazo:Se sabe:

Ejercicio 3Un tamiz ha sido diseado para separar partculas menores a la malla 35 y se debe evaluar el rendimiento total de este tamiz, para lo cual se ha efectuado un anlisis granulomtrico a la alimentacin y al rechazo, cuyos resultados se presentan en el cuadro siguiente:Mallas% retenido

AlimentacinRechazo

3 + 41.01.4

4 + 62.23.05

6 + 86.38.8

8 + 108.111.2

10 + 1410.214.2

14 + 2016.522.9

20 + 2813.118.2

28 + 3510.110.4

35 + 489.56.5

48 + 657.02.5

65 + 1004.70.85

100 + 1503.1- - - -

150 + 2002.0- - - -

2006.2- - - -

No se pudo hacer el anlisis del tamizado debido a que se deterior el Ro-Tap, pero se puede considerar que todo el tamizado pasa la malla 28. Calcular el rendimiento total del tamiz. Solucin:

Nos indican que las partculas pasan la malla 28 y que son menores a la malla 35, por lo tanto tomaremos los datos xF y xR a partir de la malla -35 + 48, as obtenemos los siguientes datos:De la tabla:

Debemos considerar aqu que el tamiz en uso es nuevo, entonces, como dato tenemos:

Usaremos la ecuacin:

idades de rechazo y tamizado:

3

informe n°2

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