TAMIZADO O CRIBADO INDUSTRIAL
Es la separación por medio de cribas o tamices de una mezcla de partículas o géneros de diversos tamaños, en dos o más porciones. La separación se efectúa de manera que las partículas de cualquiera de las porciones sean de tamaños más uniforme que el de la mezcla original.
El mineral que queda sobre un tamiz dado es de mayor tamaño que las aberturas del mismo y se indica por mas (+). El que pasa es menor y se indica por menos (-).
CLASIFICACION POR TAMAÑOS
Es la operación de tamizar o cribar un material que contenga alrededor del 70% menor que las aberturas del tamiz. Una escala de tamices es una serie de éstos que van teniendo mayores o menores aberturas sucesivamente.
Por ejemplo en la escala normalizada de TYLER cada tamiz tiene una abertura de lado igual a dos veces la raíz cuadrada mayor que el siguiente.
ENSAYOS DE TAMICES
El ensayo de tamices se hace en un aparato llamado ROTAP que consiste en un vibrador en el cual se dispone la serie de tamices de los minerales que deseamos analizar, de acuerdo con la granulometría para trituración primaria, secundaria o molienda fina.
Escala de tamices
PRESENTACIÓN DE RESULTADOS
Los resultados de una prueba de cribado se pueden tabular, existiendo tres métodos que se pueden observar en la siguiente tabla que muestra:
1. Los tamaños de las cribas usados en la prueba.
2. El peso del material en cada escala de tamaño, por ejemplo 1,32 g de material pasó a través de la criba de 250 µm, peso se retuvo sobre la criba de 180 µm, por lo tanto está dentro de la gama de tamaño –250+180 µm. 3. El peso del material en cada escala de tamaño se expresa como un
porcentaje el peso total.
4. Los tamaños de abertura nominal de las cribas que se usan en la prueba. 5. El porcentaje acumulativo de material que pasa a través de esas cribas,
por ejemplo 87,5 % de material, es menor de 125 µm en tamaño.
6. El porcentaje acumulativo de material que se retiene sobre las cribas. Los resultados de una prueba de cribado siempre se deben trazar gráficamente para evaluar su significado total.
Ing. Pedro Pablo Marquina Herrera –- Lic. Jorge Luis Venaruzzo 1 2 3 4 5 6 Fracciones de criba Escala de tamaño de la criba (µm) Peso (g) En peso (%) Tamaño de abertura nominal (µm) % Acumulativo de finos % Acumulativo de gruesos +250 -250+180 -180+125 -125+90 -90+63 -63+45 -45 0,02 1,32 4,23 9,44 13,10 11,56 4,87 0,1 2,9 9,5 21,2 29,4 26,0 10,9 250 180 125 90 63 45 - 99,9 97 87,5 66,3 36,9 10,9 - 0,1 3 12,5 33,7 63,1 89,1 -
En definitiva, el tamizado industrial se define como la clasificación del material en grupos de tamaños de acuerdo al área transversal de las partículas, conforme pasan sobre una superficie la cual contiene aberturas de dimensiones fijas.
Esencialmente, la gravedad específica de las partículas que se están tratando, tienen poco o ningún efecto en la clasificación y la separación se considera como resultado único de las diferencia de dimensiones. El material que pasa a través de la abertura del cedazo se llama Undersize, mientras que el material remanente sobre la malla se denomina oversize.
PROPOSITO DEL TAMIZADO
El tamizado industrial tiene como objeto uno o más de los siguientes puntos: 1. Prevenir que el material triturado en forma incompleta (oversize) ingrese a
la siguiente operación unitaria.
2. Extraer material más pequeño de cierta dimensión especificada del alimento de una operación unitaria; la cual está acondicionada para tratar un material más grande de lo especificado.
3. Seleccionar materiales dentro de grupos específicos de tamaños de productos terminados.
4. Proveer un adecuado rango de tamaño de alimento a cualquier otra operación unitaria.
El tamizado se usa normalmente para tratamiento seco de mineral grueso. Se considera las partículas de ¼” (6 mm) como el límite práctico mínimo para efectuar el tamizado, sin embargo es posible tamizar en seco y con razonable eficiencia hasta malla 10.
El tamizado en húmedo se aplica generalmente a materiales de 10 hasta 35 mallas, aunque recientes desarrollos de Sieve Bond Screen han hecho posible el tamizado húmedo hasta 50 micrones (malla 250).
ACCION DEL TAMIZ
El tamizado se efectúa mediante el paso continuo de material a ser clasificado (feet), a través de una superficie perforada o una superficie de alambre tejido. La superficie de tamizado puede ser fija como en un grizzly o movible como en los cedazos vibratorios.
La agitación de la cama de material, debe ser suficiente para exponer todas las partículas a la abertura del cedazo, por lo menos varias veces durante el paso del material.
Al mismo tiempo el cedazo debe actuar como un transportador moviendo las partículas retenidas desde el extremo de la alimentación hacia la descarga.
En cualquier muestra de material triturado, molido o formado naturalmente, las partículas son de forma totalmente irregular y es casi imposible que existan dos partículas que tengan idénticamente el mismo tamaño o la misma forma. Los productos del cedazo, los cuales son únicamente dos, se describen simplemente, como que es más fino o más grueso que las dimensiones de las aberturas del cedazo.
TIPOS DE TAMICES O CEDAZOS
Se clasifican por el método usado para producir el movimiento relativo entre la alimentación y la superficie del cedazo.
Los tipos de uso común son: A. cedazos inclinados fijos, B. cedazos giratorios o trommels y C. cedazos vibratorios horizontales o inclinados.
A. Cedazos Fijos:
1. Grizzly: Un grizzly consiste en un número determinado de barras paralelas, apoyadas en una pendiente de 35 a 45 grados y espaciadas a la dimensión del material que va a ser retenido como oversize. Los ejes longitudinales de las aberturas o rendijas paralelas se ubican en la misma dirección de la corriente del mineral. El grizzly, el cual es una unidad de servicio pesado de alta capacidad, tiene su mas grande aplicación en la separación de undersize menor que 8” ( 20 cm) para alimentar una trituradora primaria. La eficiencia del tamizado es baja debido a la falta de turbulencia en la cama y al deslizamiento del material en vez de rodadura. Las aberturas paralelas tienen una pronunciada tendencia a atorarse con material en forma de cuña y como resultado de esto se requiere altos costos de labor o de lo contrario la eficiencia será muy baja.
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2. Cedazo curvado Dutch State Mines: El cedazo DSM es un aparato de barras en forma de cuña empleado en un tamiz fino en húmedo. Esta es una unidad estacionaria que emplea un cedazo cóncavo con barras en forma de cuña, con conexiones apropiadas para introducir la alimentación y extraer los productos oversize y undersize. La superficie el tamiz está curvada a un arco predeterminado y es construida con barras en forma de cuña, posicionada a 90 grados de la dirección de la alimentación. El cedazo se fija al marco de manera que la sección mas baja permita colectar en undersize y por el extremo inferior del cedazo se extrae el oversize.
Fig. 34 Cedazo curvo DSM
El DSM ha encontrado aplicación en la separación por medios densos, en las plantas de arena, de minerales de hierro, de concentrados no ferrosos, fosfatos y de potasio, donde se requiere una separación de 48 mallas. Las plantas de cemento usan el cedazo para tratar descargas de plantas de moliendas y producir 100 % menos 50 a 60 mallas. En la industria de taconita, los concentrados de hierro que son 90 % menos 325 mallas, vienen siendo tamizados exitosamente en cedazos DSM como para extraer partículas de sílice de 50 micrones.
B. Tamices o cernidores rotatorios:
Frecuentemente conocidos como trommels son uno de los cedazos movibles mas antiguos. El trommel montado sobre un eje central inclinado es generalmente de forma cilíndrica, cuya superficie cernidora es la pared cilíndrica de alambre tejido o plancha perforada.
Los trommels operan en seco o en húmedo, en unidades simples o unidades conectadas en serie, para la obtención de varios productos.
Su uso se limita principalmente a la clasificación por tamaños en plantas de ripio o agregados y también en la industria siderúrgica, para la clasificación de caliza, en los tamaños alto horno (15 cm), ripio calcinación (3,8 cm) y para sinter (3 mm), con los que fabrican cal viva que sirve de fundente y escorificante en sus diferentes procesos.
Fig. 35 Trommel
C. Cedazos vibratorios:
En las plantas modernas de procesamiento de minerales, el tamizado se efectúa en mallas de alambre tejido, instaladas sobre una estructura de acero o marco la cual es vibrada a altas velocidades (1000 a 3600 vibraciones por minuto).
Estos mecanismos de vibración pueden ser mecánicos o eléctricos. Se cree que un movimiento circular o elíptico en el plano vertical, paralelo a la dirección del flujo del material, produce una alta capacidad y máxima eficiencia.
Se debe recordar que la vibración en una fuerza altamente destructiva, por lo que el diseño del marco o estructura del cedazo debe ser suficientemente pesado para evitar deflexiones anormales. El marco rígido del cedazo provee el soporte para la malla tejida y ambos tanto como la rigidez como el soporte que el marco da a la malla, determinan en gran parte la vida de la malla tejida.
La absorción de la vibración producida por una máquina de cernido es muy importante. Por esto, para eliminar la transferencia de la vibración a los principales elementos estructurales en la planta se requiere algún tipo de montaje flotante como gomas o cables y resortes.
Los cedazos vibratorios son de dos tipos, inclinados o horizontales.
• Cedazos vibratorios inclinados: Estas unidades están reguladas por una gradiente fija, la que puede variar entre 15 y 35 grados. Asimismo, los cedazos inclinados usan la gravedad, ayudados por la vibración, para transportar el mineral sobre la malla, a una velocidad de 13 a 20 metros por minuto. Los cedazos vibratorios inclinados pueden ser de dos tipos: de dos o cuatro apoyos. En los primeros la vibración se aplica por un simple rotor o eje desbalanceado, el cual esta soportado en dos asientos o descansos, está adherido rígidamente al cuerpo del cedazo.
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Fig. 36 Principio de los cedazos de dos apoyos
El cedazo inclinado de cuatro apoyos tiene un eje excéntrico que lleva la caja del cedazo sobre la porción excéntrica y rota todo el tiempo sobre una línea central.
Fig. 37 Principio de los cedazos de cuatro apoyos
• Cedazos vibratorios horizontales: Este cedazo emplea el mismo principio de transmisión que el cedazo inclinado, esto es, una unidad vibratoria adherida y vibrando con la caja del cedazo. La diferencia entre los dos es que la fuerza de transmisión en el cedazo horizontal actúa hacia atrás y adelante, a lo largo de una trayectoria recta, en lugar de girar con el rotor. La caja del cedazo responde entonces a la fuerza, por reciprocidad en una línea recta, como si fuera manejada por un rodillo o barra conectora.
El movimiento mostrado en la figura anterior es un plano paralelo a la dirección del trazado del material, pero inclinado en un ángulo de 15 a 30 grados con la horizontal. Las partículas se trasladan en una serie de trayectorias resultantes del movimiento de tirada del cedazo. Las velocidades y amplitudes se regulan para producir velocidades de traslado de 13 a 20 metros por minuto similar a la de los cedazos inclinados.
MECANISMOS DE VIBRACION PARA CEDAZOS HORIZONTALES
El movimiento uniforme en todo el cedazo y la velocidad de traslación constante del material, desde el extremo de alimentación a la descarga se logra mediante movimientos cíclicos de contrapesos, dirigidos a través del centro de gravedad del cuerpo del cedazo.
Fig. 39 Mecanismos de vibración
Fig. 40 Unidad de volante desbalanceado
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Fig. 42 Flowsheet tamizado en circuito abierto
TIPOS DE SUPERFICIES DE CRIBADO
El tipo de superficie de cribado se escoge para un rendimiento particular o determinado y dependerá de la abertura necesaria así como de la naturaleza del trabajo.
Para trabajos pesados se usan parrillas de barras o rieles de acero, separadas a distancias fijas.
Las chapas o placas perforadas se usan para muchos propósitos. Las cribas de escalpado de trabajo pesado frecuentemente usan placas con aberturas circulares o cuadradas. Algunas veces se usan placas perforadas con aberturas naturales para trabajo fino.
Fig. 44 Diferentes tipos de chapas perforadas Fig. 45 Chapas perforadas
Las cribas de cubierta de barras frecuentemente se usan para trabajo pesado entre 3 y 25 mm, especialmente en la extracción de finos desde los tonelajes de alimentación de las trituradoras pesadas en circuito abierto o cerrado.
Las barras que son de acero templado se sujetan en su lugar y se mantienen firmemente mediante espaciadores que pueden ser trozos de caño o trozos de goma sintética moldeados. Las barras de menor tamaño se cambian a mano de una en una mientras que las barras mayores de 8 mm de diámetro se cambian con ayuda de una herramienta suministrada por el fabricante.
Las cribas de barras en forma de cuña se utilizan en muchas máquinas de cribado fino como las cribas curvadas . Tales cribas son fuertes y tienen áreas abiertas relativamente grandes. El perfil en forma de cuña minimiza el cegamiento o taponamiento por la partícula.
Las telas de alambre tejido, generalmente construidas de acero, acero inoxidable, cobre o bronce son las superficies de cribado que más se usan especialmente en la escala que se encuentra en los circuitos de trituración. En el mercado se consiguen varias formas de aberturas y tipos de tejido, aunque la malla cuadrada generalmente se usa para el cribado regularmente grueso y la rectangular para el cribado fino. Las aberturas de la criba rectangular tienen una área abierta
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más grande que las cribas de malla cuadrada del mismo diámetro de alambre. El diámetro de alambre escogido depende de la naturaleza del trabajo y de la capacidad necesaria. Las cribas finas pueden tener las mismas áreas abiertas o más grandes que las cribas gruesas, pero el alambre que se usa debe ser el más delgado y por lo tanto más frágil.
Fig. 46 Diferentes tipos de telas de alambre tejido.
Si se aumenta el grueso del alambre aumenta su resistencia, pero disminuye el área abierta y por lo tanto la capacidad.
Las telas de criba de abertura rectangular deberían usarse con el lado largo de la malla colocado a través del flujo para una capacidad máxima. Frecuentemente se usan sobre material que tiende a "desmoronarse" en largos fragmentos delgados. En la actualidad se usan varias superficies de criba no-metálicas, que aumentan grandemente la vida de la criba debido al menor desgaste. El hule de poliuretano ofrece resistencia excepcional a la abrasión y el impacto, mientras que reduce efectivamente el ruido y es más ligero en peso que el tejido de alambre.Ofrece más área abierta que las otras cribas no-metálicas y se fabrica con agujeros que disminuyen gradualmente, más anchos en el fondo que en la parte superior, para reducir el cegamiento. La Renison Ltd., de Tasmania, sustituyó las cribas de alambre de cuna de acero inoxidable de su circuito de molienda primaria con telas de criba de barras de poliuretano en forma de cuna y encontró que la eficiencia fue significativamente mejor y la vida de la criba alrededor de cinco veces más grande que antes.