UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAOFACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA LABORATORIO DE INGENIERIA II TAMIZADO INGENIERO Mg. JUAN MEDINA COLLANA TAMAÑO DE PARTÍCULAS POR TAMIZADO Aunque existen diversos métodos para medir el tamaño de las partículas, el análisis por tamizado sin duda alguna es el método más sencillo para la determinación del tamaño de partículas en el laboratorio. El tamizado es un método físico para separar las distintas fracciones que componen un sólido granular o pulverulento, por el diferente tamaño de sus partículas. Consiste en hacer pasar una mezcla de partículas sólidas de diferentes tamaños por un tamiz o cernidor. El tamiz es una superficie provista de espacios vacíos de orificios o agujeros de un tamaño específico a través de los cuales pasan las partículas que se están clasificando. Todo tamiz dará dos fracciones: Fracción gruesa: material que no atraviesa los orificios del tamiz y que se denomina rechazo (R) ó fracción positiva. F R T Fracción fina: material que pasa el tamiz y que se denomina tamizado (T), cernido ó fracción negativa Los tamices de laboratorio están constituidos casi con exclusividad por un tejido, por lo general de malla cuadrada, cuyos diámetros de hilos y espaciado entre ellos están cuidadosamente especificados. Estos tejidos constituyen el fondo de cajas cilíndricas metálicas, cuyo diámetro y altura suelen ser de 20 y 5 cm, respectivamente, y cuyos bordes inferiores están dispuestos de modo que el fondo de un tamiz encaje cómodamente con el borde superior del tamiz siguiente. Material en que se confeccionan los hilos es muy variado. Hierro. bronce fosforoso.). Para separaciones muy finas se utilizan a veces tejidos de seda o nylon. latón. etc. cobre . . aceros al manganeso. . para aberturas mayores de 2.En general. en un lugar de emplear tamices de tejido metálico. se utilizan placas metálicas con perforaciones circulares.5 cm. . los tamices se especifican por un número. el cual indica el número de espacios vacíos o el número de hilos por unidad de longitud y está definido por la siguiente relación: N = 1 / m m = ancho de malla = L + d .CARACTERIZACIÓN DE UN TAMIZ Cuando el tamiz está constituido por un tejido. d = Diámetro del hilo m L = Luz de malla (Abertura) . M: A.En los países anglosajones.T.T.M Serie gruesa 22 tamices y serie fina 30 tamices Aberturas disminuyen en 4 2 .S.S. anglosajones se dispone de dos series tamices de ensayo: Serie TYLER: Serie gruesa 9 tamices TYLER fina 30 tamices Aberturas disminuyen en 4 2 y serie Serie A. 070 0.221 5.67 0.423 0.105 0.065 0.135 0.156 3.312 7.263 6.SERIE TYLER Abertura (L) N Diámetro hilo pulgadas mm (d) pulgadas 1.371 9.05 26.43 0.185 4.036 .148 0.065 0.613 3 1/2 0.883 22.135 0.962 5 0.088 0.699 4 0.624 15.742 18.441 11.680 3 0.925 2 1/2 0.120 0.525 13.131 3.044 0.105 0.85 0.20 0.327 6 0.33 0.092 0.85 0. 093 2.417 35 0.0326 0.055 1.039 0.025 0.833 20 0.078 1.0195 0.0100 (d) pulgadas .032 0.362 8 0.0138 0.0172 0.065 1.651 10 0.028 0.0125 0.035 0.033 0.0235 0.397 12 0.046 1.991 16 0.701 24 0.351 42 0.0141 0.981 9 0.110 2.0232 0.Abertura (L) Diámetro hilo pulgadas mm N 0.495 32 0.794 7 0.589 28 0.0122 0.168 14 0.0164 0.0276 0.0118 0.0328 0. 0049 0.0072 0.147 100 0.0021 0.104 150 0.038 400 0.043 325 0.175 80 0.0092 0.248 60 0.0016 0.0024 0.074 200 0.0041 0.0069 0.0097 0.0058 0.0010 .061 230 0.295 48 0.0082 0.208 65 0.053 270 0.0016 0.0015 0.0029 0.088 170 0.0021 0.124 115 0.0035 0.0014 0.0116 0.0056 0.Abertura (L) N Diámetro hilo pulgadas mm (d) pulgadas 0.0070 0.0024 0.0017 0.0026 0.0038 0.0042 0. En Europa. La norma UNE 7050/3 corresponde con la internacional ISO 3310-1 “Tamices de tela metálica” La norma UNE 7050/4 corresponde con la internacional ISO 3310-2 “Tamices de chapa perforada” . se utiliza normas que especifican que Europa los tamices con aberturas iguales o superiores a 4 mm deberán ser de chapa perforada de aberturas cuadradas y los tamices con aberturas inferiores a 4 mm deberán ser de malla metálica. 55 3550 3.00 1000 .00 4000 3.80 1800 1.50 4500 4.30 6300 5.25 1250 1.10 7100 6.50 2500 2.60 1600 1.15 3150 2.60 5600 5.12 1120 1.40 1400 1.80 2800 2.00 5000 4.24 2240 2.00 2000 Abertura mm μm 1.Abertura mm μm 7. μm 160 140 125 112 100 90 80 71 63 56 50 45 40 36 .Abertura. μm 900 800 710 630 560 500 450 400 355 315 280 250 224 200 180 Abertura. MUESTREO A C B D E F I J G H K L . utilizando una serie de tamices estandarizados que posean orificios progresivamente decrecientes. los restantes de la serie por orden decreciente de tamaño de mallas y el más fino en el fondo de la columna. . colocando los más gruesos en la parte superior. Completan la colección un recipiente colector bajo el tamiz del fondo y una tapa sobre el tamiz superior. Se encajan los tamices entre si.ANÁLISIS POR TAMIZADO Consiste en someter una muestra a una operación de clasificación. Este análisis se efectúa colocando una muestra del material sobre el tamiz de mayor abertura de malla de una serie de ellos. el que se cubre con la tapa. . . con la muestra sobre el superior. durante un tiempo también determinado. Puesto que la agitación de los tamices es tarea pesada y susceptible de imperfección. recogiendo y pesado el material que es retenido por cada tamiz de la serie. bien mecánicamente o a mano. se sacude o agita en una forma prefijada. Se debe utilizar un movimiento de rotación y choque (zarandeo). se recomienda la agitación mecánica. La columna o pila de tamices. La TYLER Ro-Tap® RX-30 para tamices de ensayo de hasta 305 mm de diámetro copia el movimiento circular y de golpeo del tamizado manual con rotación e impulsos de golpeo mecánicos uniformes . hasta que llegan a un tamiz en el cual las aberturas son lo suficientemente pequeñas para evitar el paso de las partículas. Conforme se agitan los tamices. . las partículas caen a través de ellos. Luego se recoge el material que es retenido por cada tamiz y pesado. Los resultados del análisis granulométrico se expresan de manera corriente en una tabla que relaciona la abertura de mallas. El diámetro promedio de las partículas (Dm). los rechazos acumulados () y los tamizados acumulados ('). . la fracción peso retenida en cada tamiz (). 75 -14 + 20 34. g -10 + 14 18.50 -100 + 150 14.00 -20 + 28 39.Mallas Peso retenido.50 -28 + 35 38.25 .75 -200 14.50 -65 + 100 20.00 -150 + 200 10.25 -48 + 65 26.50 -35 + 48 33. . . 0394 0.158 -28 + 35 0.133 -48 + 65 0.0035 0.0280 0.Mallas Dm.0555 0.0070 0.0099 0.075 -14 + 20 0.0140 0.082 -100 + 150 0.057 -200 .154 -35 + 48 0.0198 0. pulg -10 + 14 0.056 -150 + 200 0.043 0.136 -20 + 28 0.0050 0.106 -65 + 100 0. Gráfico diferencial: Coordenadas aritméticas . Gráfico diferencial: Coordenadas semi-logarítmicas . Gráfico diferencial: Coordenadas doble-logarítmicas . 056 0.844 -100 + 150 0.075 -14 + 20 0.656 -48 + 65 0.158 0.0394 0.523 -35 + 48 0.943 0.082 0.0099 0.0035 0.211 -20 + 28 0.0198 0.0555 0.154 0.762 -65 + 100 0.000 -200 .075 0.133 0.900 -150 + 200 0.Rechazos acumulados Mallas Dm.057 1.0070 0.0280 0.369 -28 + 35 0.043 0.0050 0.0140 0.136 0.106 0. pulg -10 + 14 0. 100 0.Tamizados acumulados Mallas Dm.106 0.133 0.631 -35 + 48 0.057 0.0394 0.056 0.043 0. pulg ' -10 + 14 0.000 -14 + 20 0.075 1.344 -65 + 100 0.154 0.238 -100 + 150 0.0555 0.0099 0.477 -48 + 65 0.0140 0.082 0.0070 0.925 -20 + 28 0.0198 0.0035 0.789 -28 + 35 0.158 0.0280 0.136 0.0050 0.057 -200 .156 -150 + 200 0. . Sean F = velocidad de flujo másico de la alimentación D = velocidad de flujo másico de la corriente de rechazos B = velocidad de flujo másico de la corriente de cernidos xF = fracción másica del material A en la alimentación xD = fracción másica del material A en la corriente de rechazos xs = fracción másica del material A en la corriente de cernidos .Balances de materia en un tamiz un tamiz pueden aplicarse sencillos balances de materia que resultan útiles para calcular relaciones de alimentación. cernido y rechazo. a partir de los análisis por tamizado de las tres corrientes y el conocimiento del deseado diámetro de corte. toda la alimentación de material que entra en el tamiz tiene que salir como flujo de cernidos o como flujo de rechazos. R F T . por tanto .El material A contenido en la alimentación debe salir en estas corrientes y. PRÁCTICA N 2: RENDIMIENTO DE UN TAMIZ Cuando se realiza una clasificación por tamizado. existe la posibilidad de que cierta parte de los materiales finos permanezcan en la parte superior del tamiz formando parte del rechazo y que cierto material de tamaño mayor puede pasar a través del tamiz. . hay que tener cuidado que los tamices se encuentran en buenas condiciones y que el material se agite el tiempo suficiente para que los finos tengan una oportunidad amplia de pasar a través del tamiz. Aun así. NR como el material por la deseado .El rendimiento de un tamiz ( Nt ) se define producto de la recuperación fraccional del deseado (Rendimiento de tamizado NT ) eliminación fraccional del material no (Rendimiento de rechazo NR ) Nt = NT . Representando esquemáticamente a un tamiz se tiene: F R T xF = Fracción de lo tamizable presente en la alimentación xR = Fracción de lo tamizable presente en el rechazo xT = Fracción de lo tamizable presente en el tamizado . = -----Lo tamizable F . ( 1 . ( 1 . --------. xT NT = -----------.xR ) xF – xT Nt = ---.. ------. -----xF xT – x R ( 1 .xF ) xR – x T .= -------------Lo rechazable F .xF ) xT x F – xR ( 1 ...Lo tamizado T . xF Lo rechazado R .xR ) NR = -----------. . Realizar un análisis granulométrico a la mezcla que será sometida a la operación de clasificación.Procedimiento experimental En esta prueba se evaluará el rendimiento de un tamiz que separa una muestra en dos fracciones: una gruesa que es la fracción retenida por el tamiz (Rechazo) y una fina que es la fracción que pasa por el tamiz (Tamizado). Seleccionar un tamiz de aberturas tamaño intermedio de lo que se dispone en el laboratorio y colocar sobre el tamiz la muestra pesada previamente y someterla a una operación de clasificación Las fracciones obtenidas. rechazo y tamizado. se someten por separado a un análisis granulométrico . Balance de materia para un Tamiz D F Tamiz B F = velocidad de flujo másico de la alimentación D = velocidad de flujo másico de la corriente de rechazos B = velocidad de flujo másico de la corriente de cernidos Xf = fracción másica del material A en la alimentación XD = fracción másica del material A en la corriente de rechazos De las ecuaciones anteriores Balance total deducimos las siguientes relaciones: F=D+B D = Xf .X B Balance de componentes F X D – XB FXf = DXD + B XB B = X D –X f Balance de gruesos F X D – XB FXf = DXD Balance de finos F(1-Xf) = D(1-XD) + B . Eficiencia basada en los rechazos EA= DXD FXf Eficiencia basada en el cernido EB= B (1XB) F(1Xf) ficiencia Global E=EA(X EBf .XB)(XD –Xf)XD (1-XB) E= (XD – XB)2(1-Xf) Xf . Eficiencia del Tamiz • La eficacia de un tamiz es una medida del éxito de un tamiz en conseguir una nítida separación entre los materiales finos y los gruesos. Eficiencia basada en los rechazos EA= DXD Eficiencia FXf basada en el cernido EB= B (1XB) Eficiencia Global E=EAF(1EB Xff). Si el tamiz funcionase perfectamente. todos los gruesos estarían en la corriente superior (rechazo) y todos los finos estarían en la corriente inferior (cernido).XB)(XD –Xf)XD E= (X (1-XB) (XD – XB)2(1-Xf) . así como la eficacia del tamiz.Ejemplo: Una mezcla de cuarzo que posee el análisis por tamizado que se muestra en la Tabla se tamiza a través de un tamiz normalizado de 10 mallas.651 0. 4 4. Los análisis acumulativos por tamizado se presentan en la Tabla.589 0.83 28 0. Mallas Dp (mm) Alimentació n Corriente Sup.43 0 10 1.94 65 0. .58 20 0.00 0.98 0.362 0.96 0.15 0.885 0.699 0 0 6 3. Calcúlense las relaciones másicas entre las corrientes superior e inferior y la alimentación.94 1.025 0.208 0.85 0.97 0.99 0.47 0.91 35 0.327 0.417 0.071 8 2.975 1 1 Tapadera Corriente inf.833 0.73 0.195 14 1.168 0. 85 = 1 .58 B F = Eficiencia E= (0.85-0.47) = 0.195)(0.47-0.85 XB=0.195 D =0.85-0.195) 2 (0.47 Relaciones XD=0.42 F = 0.42 0.85) (0.47-0.0.195)(0.85 0.195-0.669 .53)(0.47) (1-0.Datos Xf=0.