lab iv op unit practica 5

7/31/2019 Lab IV Op Unit Practica 5

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FACULTAD DE INGENIERADEPARTAMENTO DE INGENIERA QUMICA

LABORATORIO IV DE OPERACIONES UNITARIAS2012-1

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PRCTICA 5. Operaciones de reduccin de tamao 2: molienda fina

OBJETIVOS

o Conocer los parmetros del funcionamiento de los equipos para la produccin departculas finas.

o Identificar las variables crticas referentes al material, al molino de bolas y a lascondiciones de operacin, que deben ser objeto de control y optimizacin en un

proceso de molienda.

o Adquirir criterios de seleccin de equipos con base en el tamao final de lamolienda y consumo de energa.

GENERALIDADES

La molienda es la ltima etapa del proceso de reduccin de tamao, en la cual se

reducen las partculas gruesas procedentes de la trituracin secundaria y se ejerce un

control estrecho en el tamao del producto, que normalmente se encuentra en el

rango 35-200 mallas para la molienda fina y menor de 325 para la molienda ultrafina.

La molienda se realiza en molinos de forma cilndrica que giran alrededor de su eje

horizontal y que contienen una carga de cuerpos sueltos de molienda conocidos como

medios de molienda o cuerpos moledores, los cuales estn libres para moverse a

medida que el molino gira produciendo la reduccin de tamao del material. Laspartculas se reducen de tamao por una combinacin de impacto y abrasin ya sea en

seco o como una suspensin en agua (pulpa).

Los medios de molienda pueden ser: esferas, barras o un material de mayor tamao y

dureza. Estos deben ocupar entre el 30-55% de la capacidad o volumen del molino; son

resistentes a la abrasin, ms pesados y de mayor tamao que el material a romper,

pero de muchsimo menor tamao que el molino.

La eficiencia de la molienda se encuentra estrechamente relacionada con el tiempo de

residencia del material dentro del molino, la carga de cuerpos moledores y la velocidadde rotacin del molino. En cuanto a los requerimientos energticos, en el

procesamiento de slidos la molienda es la operacin ms demandante en energa.


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Molino de bolas

El molino es una carcasa cilndrica que gira a poca velocidad sobre su propio eje. Utiliza

fuerzas de cizalla o impacto proporcionadas por cierto nmero de bolas que seencuentran en el interior del molino. A medida que gira el cilindro, las bolas se elevan

por las paredes y caen sobre el material a pulverizar, el cual est ocupando el espacio

libre entre ellas. Las bolas grandes proporcionan un mayor impacto y las pequeas

presentan ms superficie de contacto con el material, lo que permite alcanzar con

mayor facilidad partculas ms finas.

Velocidad de Rotacin

El molino al rotar eleva su carga y dependiendo de la velocidad de rotacin se darn

diferentes efectos de los cuerpos moledores sobre el material. Existe una velocidad derotacin ms all de la cual las bolas girarn completamente en contacto con la

superficie del molino, y bajo estas condiciones los cuerpos moledores no prestan

ningn servicio de molienda. La velocidad mnima a la que las bolas giran de esta

forma se denomina velocidad crtica, Nc, y depende del dimetro del molino.

Para poder estimar esta velocidad es necesario realizar un balance de fuerzas, del cual

se obtiene la relacin de velocidad de rotacin crtica:

menDrpmD

Nc

ftenDrpm

D

Nc

;2.42

;6.76

Nc: velocidad crtica de rotacin del molino

D: dimetro del molino, ft o m

Esta velocidad evidentemente no se debe alcanzar. En un molino de bolas, la velocidad

ptima se ubica entre 65% a 80% de la velocidad crtica.


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PROFUNDIZACIN

1. Qu importancia tienen propiedades como dureza y composicin qumica en laseleccin del tipo de cuerpos moledores a emplear en una determinada operacinde molienda?

2. Qu papel juega la temperatura en un operacin de molienda? Qu accionesdeben implementarse para controlar su efecto?

3. Relacione la velocidad crtica del molino con la fuerza centrfuga. Qu circunstanciahace que a esta velocidad las bolas giren pegadas a la superficie interior del

molino?

4. A velocidades por debajo de la velocidad crtica, el movimiento de los cuerposmoledores puede ser de dos tipos: en cascada o en catarata. Correlacione el tipo

de movimiento de las bolas con: a) el tipo de fuerza que predomina en la reduccin

de tamao; b) el tipo de material que predominantemente aparece (finos o

gruesos) y c) el desgaste del revestimiento interno de la carcasa del molino.

5. En las operaciones de reduccin de tamao, se generan cambios tanto en lasdimensiones caractersticas de las partculas como en el rea superficial. En

trminos de la energa necesaria para el proceso, cul variable influir ms en la

molienda fina: la relacin de reduccin de tamao o el cambio en el rea

superficial S. Explique su respuesta.

6. Suponga un caso en el cual al moler una pasta la viscosidad vaya cambiando: demuy viscosa a ms aguada, por efecto de iones que se van disolviendo y quefuncionan como defloculantes. Qu consecuencias podra generar este suceso al

interior del molino en funcionamiento? Cmo podra evitarse esta situacin?

7. Analice la siguiente afirmacin: si tres kilos de un material se muelen en cuatrohoras, entonces seis kilos se pueden moler en ocho horas.

8. La siguiente expresin se utiliza para hacer un clculo aproximado de la cantidadde bolas (peso de bolas) a cargar en un molino, en kg.

P = cantidad de bolas a agregar en kilogramos, Kg

V = volumen del molino en litros, l

b= densidad de las bolas en Kg/l (= gr/cm3)

f = % de ocupacin de la carga de bolas

Determine mediante esta expresin la cantidad de bolas (peso de bolas) que se

deberan cargar en el molino y compare con las realmente utilizadas. Analice las

diferencias encontradas.


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INFORME

o Realice anlisis granulomtrico diferencial y acumulado, tamaos mayores ytamaos menores, y represente grficamente estos anlisis en escala milimetrada,

semilogartmica y logartmica, para los productos de la molienda a los tres tiempos

empleados.

o De acuerdo con las distribuciones granulomtricas encontradas, analice elcomportamiento de los materiales slidos finamente reducidos.

o Calcule superficie especfica, Aw, ( = 1,35), para los productos de la molienda a lostres tiempos empleados. Analice los resultados obtenidos.

o Determine el cambio en el rea superficial, S, sufrido por el material al sersometido a molienda a 10 min, 20 min y 30 min y relacione este parmetro con el

consumo energtico del proceso.

o Calcule la razn de reduccin obtenida para cada tiempo de molienda y relacioneeste parmetro con el consumo energtico del proceso.

o Determine el tiempo ptimo de molienda para obtener un producto tal que el 70%pase la malla 100. Analice este resultado y relacinelo con la combinacin de

tamaos de bolas empleado.

o Verifique la confiabilidad de sus resultados y haga un anlisis de las posibles causasde error.

o El informe de la prctica debe realizarse empleando el formato tipo artculosuministrado.


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PREINFORME PRCTICA 5

Integrantes:

Fecha:

Molino

Dimetro = Longitud = Volumen =

Velocidad crtica = Velocidad de operacin =

b=

Distribucin granulomtrica productos de la moliendaa diferentes tiempos

# mallaAbertura

mmMasa retenida, g

10 min 20 min 30 min

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