TAMIZADO o Cribado

La operación de tamizado o cribado se realiza haciendo pasar al producto (granulado, desintegrado o pulverulento) sobre una superficie provista de orificios del tamaño deseado. El dispositivo con estas superficies pueden ser barras paralelas o placas perforadas (para partículas grandes) dispuesta en un plano inclinado si son fijas, o en posición horizontal si son móviles, y para partículas menores se emplean tejidos (de distintas características hechas con hilos metálicos, plásticos y o nylon) denominado tamiz o criba (el tamiz suele ser de aberturas mas cerradas que la criba) . El tamizado consiste en separar de una mezcla de partículas de distintos tamaños en dos o más fracciones, c/u de esas tendrá partículas de un tamaño más uniforme que la mezcla original. El tamizado se puede realizar en seco cuando se aplica a un material que tiene poca humedad y/o que fueron secados previamente, o en húmedo y se efectúa cuando se le añade agua al material (siempre que el sólido de las partículas la permita y no se disuelva en el líquido) que se quiere tratar, con el propósito de que el líquido arrastre a través del tamiz las partículas más finas y el retenido en el tamiz esté libre de ellas, por ej: suelen ser los productos de una molienda húmeda. El objetivo principal que persigue el tamizado, es el de poder clasificar un producto, según el tamaño de sus partículas, en el laboratorio se realiza por medio del análisis granulometría utilizando los tamices normalizados.Determinación del Rendimiento separador del tamiz ↓ B

____←R______↓ C

Como se indica esquemáticamente de una cantidad inicial “B” (100%) se obtienen: R = rechazo o fracción positiva (es el material que no atraviesa los orificios del tamiz).C = cernido o fracción negativa (es el material que logró atravesar por los orificios del tamiz,

y que debe ser entre un 85 y 90% menor que las aberturas), o sea que: B = R + C (1) expresión teórica. En la práctica R+C no siempre es 100% la diferencia se

deben a las perdidas durante la operación de cribado.Llamaremos índice de cernido, al porcentaje de B que representa la fracción de fino C, o sea: iC = (C / B) 100 (2) igualmente iR = (R / B) 100 (3) es el índice de rechazo al porcentaje de B que representa la fracción gruesa de R, por lo tanto es evidente que iC + iR = 100 (4)Llámese grado de separación referido a los finos o cernido a mF = (C / B) (FC /FB)100 = iC (FC /FB) (5) en donde FC = porcentaje de fino que hay en el cernido y FB = porcentaje de fino que lleva el producto bruto. En ésta expresión se indica hasta qué punto han pasado o no todos los finos a C, igualmente la proporción de grueso que pasa con los finos se expresa por el grado de separación referido a gruesos mG = (C / B) (GC /GB)100 = iC (GC /GB) (6)El Rendimiento separador del tamiz nos da la diferencia entre ambos valores

= mF - mG = iC [(FC /FB) - (GC /GB)] 100 (7)

Ej: Un análisis granulométrico dio los siguientes resultados en una muestra de la planta industria.Particulas mm gramos

Tamaños superiores a > 2 0,00

Tamaños entre 2 - 1 19,82

Tamaños entre 1 – 0,5 58,25

Tamaños entre 0,5 – 0,1 10,18

Tamaños inferior a < 0,1 11,75

Totales 100

1

El producto de la planta del que se tomó la muestra alimenta un tamiz que separa el grueso de los finos en 1 mm. Se han tamizado en la fábrica 8630 Kg de producto bruto, del que se obtuvo 6730 Kg de fino, entre cuyos granos ninguno es grueso. Determinar. a) El índice de cernido b) El índice de rechazo c) El grado de separación, referido a finos d) El grado de separación, referido a gruesos e) El rendimiento de la separación

Para estudiar la operación de tamizado tenemos que ver las propiedades de las partículas de los sólidos (Cap. 1) que componen un material a tratar con este método.Tamices: Un tamiz es simplemente una malla de filamentos que se entrecruzan dejando unos huecos cuadrados. Es importante que esos cuadrados tengan todo el mismo tamaño, ya que éste determinará el tamaño de las partículas que va a atravesar el hueco, también conocido como "luz de malla"; en los laboratorios para realizar un análisis granulométrico se utilizan tamices normalizados estándar. De acuerdo a su función los tamices pueden ser:

a) Industriales construidos por barras paralelas cuando la clasificación es gruesa (> 2,5 cm), chapas perforadas de distintos diámetros de orificios para clasificación mediana a fina (> 0,25 cm) y tejidos en la clasificación mediana, fina y muy fina.

b) De laboratorio estos son todos tejidos estandarizados en serie de acuerdo a la procedencia de las normas que las rigen. El tamaño de cada tamiz es de unos 20cm (8´´) de diámetro y de 5cm (2´´) de altura.

Características de un tamiz (tejido normalizado): El Hilo del tejido es definido por su grosor por el diámetro d y la luz de malla por L (abertura del tamiz). el ancho de malla m se define por los dos valores anteriores y de acuerdo a la fig. 1, así m = L + d . También el número de mallas o número de tamiz n se define como n = 1/m En otras ocasiones se designa por n2 = 1/m2 La superficie relativa útil es otro valor de caracterización de tamices y está definida por la relación de la superficie de luces y la superficie total como K = L2 / (L + d)2 = L2 n2 Para calculer tanto L o K tenemos que conocer d Las normas DIN (especificadas en 1171) fija para d los siguientes valores

Si m < 0,15 (son tamices finos) K = 0,36 aproximadamenteSi m > 0,15 (son tamices gruesos) K = 0,50 aproximadamente

d

↔ - - - - - - - - - - - - - - - - - -

malla m Hilos de urdimbre

d↕ - - - - - - - - - - - - - - - - - -

L

Hilos de trama

Fig. 1

Los tejidos se construyen con dos hilos, uno es el de urdimbre hilo longitudinal, y el otro el de trama que es el hilo transversal, ambos pueden ser iguales o distintos, si son distintos los de trama son más gruesos. Los hilos para los tejidos de tamices se obtienen de cualquiera de los metales con características maleables y dúctiles comunes, siendo el hierro, latón, cobre, bronce los más corrientes o aleaciones diferentes que tengan dichas propiedades. Para separaciones muy finas se utilizan a veces tejidos con hilos sintéticos o de seda.

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El espacio libre entre los hilos del tejido de un tamiz se llama abertura del tamiz. Se aplica la palabra malla para designar el número de aberturas existentes en una unidad de longitud; por ej. un tamiz de 10 mallas tiene 10 orificios por pulgada y su abertura tendrá una longitud de 0,1“, menos el espesor d de un hilo.

Tamiz de laboratorio estándar (tipo Tyler o ASTM)

Representación del tamaño de las partículas. El tamaño de una partícula puede expresarse de diferentes modos.

Generalmente para un sólido pulverizado, son tres(*) las formas de indicar las fracciones por tamaño de sus partículas, y son expresadas así:

(*) 1° forma 2° forma 3° forma

>1cm (o mm) +1cm (o mm) +1cm (o mm)

pasa por 1cm y es -1cm + 0,5cm (o mm) 1 / 0,5cm (o mm)retenido en 0,5cm(o mm)

pasa por malla 10 y es -malla10 + malla14 malla 10 / 14 retenido en malla14

o inferior a 1cm (o mm) -1cm (o mm) 1 / 0 cm (o mm)

Cualquiera de los tres modos puede expresarse el tamaño de las partículas que componen una fracción de material granulado, nosotros usaremos con más frecuencia la 3º forma.

Determinación del tamaño de las partículas El tamaño de una partícula puede expresarse de diferentes modos, si es esfera será el diámetro o el área proyectada sobre un plano, su volumen o su superficie total, si es cúbico será su lado o el área proyectada sobre un plano, su volumen o su superficie total, ídem para cualquier forma. Existen varios métodos para medir el tamaño de las partículas; en el laboratorio se utilizan, los siguientes métodos y que sirven para “regular la operación de tamizado”.

a) El método del microscopio se emplea para partículas muy pequeñas del orden de las micras (1micra = 0,001mm) y se lo emplea con frecuencia en la medición del polvo contenido en la atmósfera, y que permite determinar la eficacia de un filtro de aire, por ejemplo.

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Altura

Diámetro 20”

b) Método de la decantación o sedimentación que se realiza generalmente por vía húmeda, solo ocasionalmente se utiliza realizar por vía seca. Este método se basa en la velocidad de sedimentación de las partículas por acción de la gravedad.

c) El método de la filtración se emplea para ambas vías, tanto seca como húmeda. En la filtración se emplea un medio filtrante diferente a la malla del tamizado, porque retiene partículas mas chicas que la luz de los poros del medio filtrante.

d) Método de la elutriación también se basa en la velocidad de sedimentación, por circulación del fluido en corriente ascendente de velocidad fija (para separar partículas cuya velocidad limite es menor que la velocidad ascendente del fluido).

e) El método de la centrifugación se emplea para partículas inferiores a 0,5 micras. Este método reemplaza la fuerza de gravedad por la fuerza centrifuga para determinar el tamaño de partículas.

f) Otros métodos que también se suelen utilizar pero con menor frecuencia son:

f-1) la que emplea la fuerza coercitiva del imán en productos paramagnéticos, esta fuerza es directamente proporcional a su superficie especifica cualquiera sea la forma de las partículas.

f-2) La medición de la cantidad de luz transmitida a través de una suspensión de sólido disperso en kerosén y que depende del área proyectada de la partícula.

f-3) La velocidad de dilución es directamente proporcional al área de la superficie de las partículas (por Ej. la dilución de sílice con ácido fluorhídrico).

El tamizado es el método más sencillo para la clasificación granulométrica de las partículas y consiste en hacer pasar el material, sucesivamente por una serie de tamices colocados en forma decreciente de arriba hacia abajo. El material retenido en un tamiz y que pasó por el anterior tendrá un tamaño que es la media aritmética de las aberturas o luces de los tamices y su valor será el tamaño medio (Lm) o diámetro medio (Dm).

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