Técnicas de Molienda, Mezclado y Tamizado: Optimización de Muestras

Molienda

La molienda es la reducción de tamaño de una muestra. Existen cuatro métodos principales para la reducción de tamaño:

1. Comprensión: como el cascanueces.
2. Impacto: como el martillo.
3. Frotamiento de cizalla: como la lima.
4. Cortado: como las tijeras.

Los aparatos más utilizados son:

1. Molinos: de martillos o de bolas.
2. Morteros: pueden ser de hierro, vidrio o porcelana.

Tipos de Molinos

Los molinos se utilizan para triturar trozos duros y grandes con el objeto de homogeneizar las propiedades del material de muestra.

Triturador de Rodillos

Consta de dos rodillos iguales que giran en sentidos contrarios. Se puede regular el tamaño distanciando los dos rodillos.

Molino de Bolas

Consta de dos pequeños rodillos giratorios donde se apoya el tarro con el material y las bolas en su interior. Los tarros suelen ser de porcelana.

Molino de Martillos

Se utiliza para cantidades de materia pequeñas y no muy duras. El triturador gira a gran velocidad y muele las partículas de material.

Morteros

Los morteros se emplean para el afinado final de las muestras químicas, ya sean materias primas, sales u otros productos. Los tipos más comunes son:

1. De hierro: para sustancias duras y tenaces, como carbones.
2. De porcelana: para sustancias medianamente duras, como el cobre.
3. De vidrio: para sustancias pastosas, como grasas.
4. De ágata: para pulverizaciones de análisis químicos, sin rayar excesivamente los granos cristalinos.

Precauciones en la Molienda

• Pérdida de humedad durante la molienda por el calor generado.
• Contaminación de la muestra por la superficie de abrasión utilizada.
• Alteración de la composición de la muestra, ya que el calor puede ocasionar pérdida de volátiles.

Mezclado

Los mezcladores se utilizan para mezclar compuestos, homogeneizar la muestra antes del análisis y para la preparación de emulsiones de compuestos activos. Existen dos tipos principales de mezcladores:

1. Mezcladoras de líquidos: una de las fases es líquida. Ejemplos: agitadores magnéticos, agitadores de hélice, mezcladoras de vaso.
2. Mezcladoras de sólidos: se utilizan para mezclar polvos de sustancias diferentes.

Disgregación

Se usa cuando la muestra para analizar no se disuelve con los disolventes convencionales.

Tamices

Los tamices se pueden clasificar en:

1. Industriales: constituidos por barras paralelamente dispuestas formando un plano sobre el que se desliza el material a tamizar, chapas agujereadas y tejidos.
2. De laboratorio: tamices cuya superficie tamizante es un tejido.

El tamizado puede ser:

• Vía seca: se realiza tamizando el material seco mediante un sistema de agitación mecánica, como el vibrotamiz.
• Vía húmeda: la fuerza impulsora de separación de las partículas es agua a presión.

Caracterización del Trabajo de un Tamiz

Al tamizar una sustancia, todos los granos de tamaño mayor que la luz del tamiz deben quedar sobre aquel (rechazo) y pasar por este todos los que tienen tamaño más pequeño (cernido).

Índice de cernido: ic = C/B · 100 (B: total de la muestra bruta)

Índice de rechazo: ir = R/B · 100

Total: ic + ir = 100

Grado de separación referido a finos: mf = C/B · Fc/Fb · 100 = ic · Fc/Fb

(Fc: % de finos que hay en el cernido)

(Fb: % de finos que lleva el producto bruto)

Referido a gruesos: mg = C/B · Gc/Gb · 100 = ic · Gc/Gb

Análisis Granulométrico

Tiene importancia en el análisis químico, en la clasificación de materiales y en la clasificación de suelos. Tiene por objeto determinar la composición por tamaños de un sólido granular. El análisis se efectúa disponiendo una serie de tamices superpuestos, en la parte superior el más grueso y en la parte inferior el más fino. Los resultados obtenidos se representan:

1. Representación diferencial: consiste en llevar a un sistema de coordenadas rectangulares el porcentaje de producto.
2. Representación acumulada: puede referirse a rechazos o cernidos.
3. Representación del porcentaje promedio: se lleva en las abscisas el diámetro medio correspondiente a cada fracción retenida entre dos tamices consecutivos, expresados en micrones.

Resultado del Análisis Granulométrico

En primer lugar, da una idea del reparto de tamaños existentes, lo cual sirve para saber las cantidades que de los distintos tamaños se pueden separar.

Tamices Utilizados

Máquinas de Tamizar

Existen máquinas de tamizar para laboratorios, provistas de un motor y una excéntrica que imprimen un movimiento de vaivén.

Tamices Industriales

En paralelo o línea: el material llega al tamiz de menor luz de malla, obteniéndose un cernido C₁ y un rechazo R₁ que pasa al tamiz siguiente, y se obtiene C₂ y R₂, y así sucesivamente.

En serie o cascada: la alimentación llega al tamiz de mayor luz de malla, dando un primer rechazo R₁ que se retira y un cernido C₁ que pasa al tamiz siguiente, y así sucesivamente.