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Transformación en polvo

Trituradora de minerales (izquierda) utilizada en Cornualles en el siglo XIX para la trituración de mineral de estaño; accionada por un molino de agua (derecha). La conminución ...

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Trituradora de minerales (izquierda) utilizada en Cornualles en el siglo XIX para la trituración de mineral de estaño; accionada por un molino de agua (derecha).

La conminución es la reducción de materiales sólidos de un tamaño de partícula promedio a uno menor, mediante trituración , molienda , corte , vibración u otros procesos. [ 1 ] La conminución está relacionada con la pulverización y la molienda . Todas emplean dispositivos mecánicos y se han inventado muchos tipos de molinos . Simultáneamente a la reducción de tamaño, la conminución aumenta la superficie del sólido.

Por ejemplo, un molino pulverizador se utiliza para pulverizar carbón para la combustión en los hornos generadores de vapor de las centrales eléctricas de carbón . Un molino de cemento produce ingredientes finamente molidos para cemento Portland . [ 2 ] Un molino de martillos se utiliza en granjas para moler grano y paja para alimento animal. Un pulverizador de demolición es un accesorio para una excavadora para romper grandes piezas de hormigón. La conminución es importante en el procesamiento de minerales , donde las rocas se rompen en pequeñas partículas para ayudar a liberar el mineral de la ganga . [ 3 ] La conminución o molienda también es importante en cerámica , electrónica e investigación de baterías. [ 4 ] La pulpa mecánica es una forma tradicional de hacer papel a partir de madera . La masticación de los alimentos implica conminución. Desde la perspectiva de la ingeniería química , la conminución es una operación unitaria .

En geología , la conminución se refiere a un proceso natural que ocurre durante la formación de fallas en la parte superior de la corteza terrestre . [ 5 ]

Requisitos energéticos

La trituración de materiales sólidos consume energía. [ 6 ] Aproximadamente el 65% de la energía para la producción de cemento se consume en la trituración. [ 7 ]

La energía de trituración se puede estimar mediante:

  • La ley de Rittinger , que supone que la energía consumida es proporcional al área superficial recién generada; [ 8 ]
  • La ley de Kick , que relacionaba la energía con los tamaños de las partículas de alimentación y las partículas del producto; [ 9 ]
  • La ley de Bond , que supone que el trabajo total útil en la rotura es inversamente proporcional a la raíz cuadrada del diámetro de las partículas del producto, [implica] teóricamente que el trabajo de entrada varía según la longitud de las nuevas grietas que se producen en la rotura. [ 10 ] [ 11 ]
  • La ley de Holmes , que modifica la ley de Bond sustituyendo la raíz cuadrada por un exponente que depende del material. [ 6 ]

Para la trituración de partículas se suelen emplear tres fuerzas: impacto , cizallamiento y compresión .

Métodos

Diagrama de una celda de flotación por espuma utilizada para procesar minerales después de la conminución. Una mezcla de mineral y agua, denominada pulpa [1], ingresa a la celda desde un acondicionador y fluye hacia el fondo. Se introduce aire [2] o nitrógeno a través de un impulsor vertical, donde las fuerzas de cizallamiento dividen la corriente de aire en pequeñas burbujas. La espuma del concentrado mineral se recoge en la parte superior de la celda [3], mientras que la pulpa [4] fluye hacia otra celda.
Imagen idealizada del pulido químico-mecánico , un tipo de rectificado. [ 12 ]

Existen varios métodos de conminución. La conminución de materiales sólidos requiere diversos tipos de trituradoras y molinos, dependiendo de las propiedades de la alimentación, como la dureza en diferentes rangos de tamaño, y de los requisitos de la aplicación, como el rendimiento y el mantenimiento. Las máquinas más comunes para la conminución de material de alimentación grueso (trituradoras primarias) son la trituradora de mandíbulas (1 m > P 80 > 100  mm), la trituradora de cono (P 80 > 20  mm) y la trituradora de martillos . Los productos de la trituradora primaria en rangos de tamaño de partícula de alimentación intermedios (100 mm > P80 > 20 mm) se pueden moler en molinos autógenos (AG) o semiautógenos (SAG), dependiendo de las propiedades de la alimentación y los requisitos de la aplicación. Para la conminución de rangos de tamaño de partícula más finos (20 mm > P 80 > 30 μm) se utilizan máquinas como el molino de bolas, el molino de rodillos vertical, el molino de martillos, la prensa de rodillos o el molino de rodillos de alta compresión, el molino vibratorio, el molino de chorro y otros. Para obtener tamaños de molienda aún más finos (a veces denominados "molienda ultrafina"), se utilizan molinos especializados como el IsaMill .

La trituración , por ejemplo, consiste en la conminución (o descomposición de una sustancia) mediante frotamiento. Además, entre los métodos de trituración se incluyen la levigación, que consiste en la trituración de un polvo con un líquido no solvente, y la pulverización por intervención, que consiste en la trituración con un solvente que se puede eliminar fácilmente una vez que la sustancia se ha descompuesto.

Véase también

  • Molinos de carbón de rodillos , vía Internet Archive
  • Gupty, Chiranjib Kumar (2003). Metalurgia química . Wiley-VCH Verlag. pág.  130. ISBN 9783527605255. Consultado el 22 de agosto de 2010 .

Referencias

  1. ↑ Bernotat, Sigfrido; Schönert, Klaus (2000). "Reducción de tamaño". Enciclopedia de química industrial de Ullmann . doi : 10.1002/14356007.b02_05 . ISBN 978-3-527-30385-4.
  2. ^ Surgido, Siegbert (2008). "Cemento". Enciclopedia de química industrial de Ullmann . doi : 10.1002/14356007.a05_489.pub2 . ISBN 978-3-527-30385-4.
  3. ↑ Sadri, Farzaneh; Nazari, Amir Mohammad; Ghahreman, Ahmad (2017). "Una revisión sobre los procesos de craqueo, horneado y lixiviación de concentrados de elementos de tierras raras". Journal of Rare Earths . 35 (8): 739– 752. Bibcode : 2017JREar..35..739S . doi : 10.1016/s1002-0721(17)60971-2 .
  4. ^ Yang, Yuan; Zheng, Guangyuan; Cui, Yi (2013). "Cátodos de azufre nanoestructurados". Reseñas de la sociedad química . 42 (7): 3018– 3032. doi : 10.1039/c2cs35256g . PMID 23325336 . 
  5. ↑ Sibson, RH (1986). "Terremotos y deformación de rocas en zonas de fallas corticales" (PDF) . Annual Review of Earth and Planetary Sciences . 14 : 156. Bibcode : 1986AREPS..14..149S . doi : 10.1146/annurev.ea.14.050186.001053 . Consultado el 2 de julio de 2011 .
  6. 1 2 Kanda, Yoshiteru; Kotake, Naoya (2007). «Capítulo 12: Energía de conminución y evaluación en molienda fina». En Salman, Agba D.; Hounslow, Michael J. (eds.). Manual de tecnología de polvos, Volumen 12: Rotura de partículas . Elsevier. pp. 529–551 . ISBN  9780080553467. Consultado el 20 de agosto de 2010 .
  7. ↑ Sohoni, S.; Sridhar, R.; Mandal, G. (1991). "El efecto de los aditivos de molienda en la molienda fina de piedra caliza, cuarzo y clínker de cemento Portland". Powder Technology . 67 (3): 277– 286. doi : 10.1016/0032-5910(91)80109-V .
  8. ↑ Jankovic, A.; Dundar, H.; Mehta, R. (marzo de 2010), "Relaciones entre la energía de conminución y el tamaño del producto para un mineral de magnetita" (PDF) , Journal of the Southern African Institute of Mining and Metallurgy , 110 : 141–146 , archivado del original (PDF) el 6 de marzo de 2013 , recuperado el 16 de junio de 2015 .
  9. ↑ Kick, FM Das Gesetz der proporcionalen Widerstände und seine anwendung felix. Leipzig, Alemania. 1885.
  10. ↑ Bond, Fred C. (1975) Me sucedió a mí , Cap. 130. Amazon.com. Recuperado el 29 de mayo de 2011.
  11. ↑ Bond, FC La tercera teoría de la conminución. Trans. AIME, vol. 193, 1952. pp. 484–494.
  12. ↑ Mahadevaiyer Krishnan, Jakub W. Nalaskowsk y Lee M. Cook, «Planarización químico-mecánica: química de la suspensión, materiales y mecanismos», Chem. Rev., 2010, vol. 110, págs. 178-204. doi : 10.1021/cr900170z