MANUAL DE ENSAYOS PARA CARACTERIZACIÓN DE MATERIAS PRIMAS NO-METÁLICAS.

ESPOL

FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y CIENCIAS DE LA PRODUCCION.

MANUAL DE ENSAYOS PARA CARACTERIZACIÓN DE MATERIAS PRIMAS NO-METÁLICAS.

LABORATORIO DE CERAMICOS.

Para el desarrollo de este capitulo nos basamos en la normativa ASTM 2004 Vol. 15.02 Glass and Ceramic Whitewares y de procedimientos desarrollados en la industria cerámica del Ecuador, tratando de adecuarlos a nuestras limitaciones tecnológicas, tomando en cuenta que el objetivo de la creación del Laboratorio esta enfocado al análisis de los materiales no metálicos usados en la industria de cerámica tradicional del país.

Las prácticas de laboratorio aquí descritas nos permiten conocer de manera didáctica las propiedades físico - químicas de algunas materias primas comúnmente usadas, así también, su reología.

PRACTICA 1

Reducción de Tamaño de Grano.

OBJETIVO.- Lograr mediante procesos mecánicos la reducción del tamaño de grano de una muestra de materia prima desde su tamaño en estado natural hasta un tamaño que permita realizar trabajos de caracterización.

SÍNTESIS.- El grado de reducción de tamaño que se logra por medio de cualquier maquina se la describe por la relación de reducción. Por lo que hay que tener en cuenta que la trituradora de rodillos se utiliza para tamaños de grano menores a los 2 cm. de diámetro, mientras que el molino de Bolas la relación de reducción esta dada por la velocidad de rotación, la distribución de tamaños de los medios de molienda (bolas) y el tiempo de molienda.

EQUIPOS Y MATERIALES.

1. Horno eléctrico

2. Triturador de Rodillos.

3. Molino de Bolas (Tambor y bolas de Alumina)

4. Mazo de Caucho

5. Martillo

6. Balanza electrónica.

7. Bandejas plásticas o metálicas.

8. Cronometro.

PROCEDIMIENTO.

1. Obtener un kilogramo de la muestra de análisis del lote de materia prima.

2. Usando el mazo de caucho o el martillo dependiendo de la dureza del material se trata de reducir lo máximo posible el tamaño de grano, además, se trata de dispersar la muestra.

3. La muestra dispersa se coloca en una bandeja metálica y se la introduce en el horno secador a 105 °C por 12 horas para eliminar completamente la humedad.

Triturador de rodillos.

4. Se selecciona mediante los tornillos de ajuste la separación deseada de los rodillos, de acuerdo al tamaño del material de ingreso.

5. Se coloca en material seco en la tolva de ingreso procurando que no se aglomere el material al ingreso, evitando que pase a los rodillos de trituración.

6. Se enciende la trituradora desde la botonera ubicada en la pared y se presiona con el pie el embrague para poner a funcionar los medios de trituración y comenzar así la reducción de tamaño.

7. El material reducido cae en la bandeja metálica propia de la maquina donde se almacena antes de pasar a la siguiente etapa de molienda.

8. Se pesa el material triturado nuevamente y se anota su peso, para el cálculo de las perdidas de material.

Molino de Bolas.

9. Se comprueba que el tambor y los medios de molienda estén completamente secos para que el material no se adhiera.

10. Se coloca el material de la trituración en el molino de bolas procurando que ocupe no más del 40% del volumen del tambor.

11. Los medios de molienda deben tener tamaños distribuidos de manera que ocupen todos los intersticios posibles de molienda, el volumen que ocupen debe ser aproximadamente del 50% del volumen del tambor.

12. Seleccionar la velocidad en RPM en el controlador digital del sistema de rodillos, las cuales dependiendo el proceso y el tipo de material.

13. Se coloca el molino en los rodillos y se controla el tiempo de molienda con el cronometro.

14. Acabado el tiempo de molienda se descarga el contenido del molino en un tamiz ASTM No. 8 o 10, con el fin de que el material molido pase al recipiente plástico y las bolas de Alumina se queden en el tamiz.

15. El resultante de la molienda se vuelve a pesar y se anota su peso.

16. Se calcula la cantidad de material que se pierde en cada proceso de reducción de tamaño.

PRESENTACION DEL INFORME.

1. Objetivos.

2. Información Teórica.

3. Cálculos de la cantidad de material que se pierde en cada proceso, el de trituración y en el de molienda, tiempo de molienda y calculo referencial del porcentaje de reducción de tamaño que se obtiene en cada proceso.

4. Conclusiones.

PRÁCTICA 2

Análisis Granulométrico (Distribución de Tamaño de Grano.)

OBJETIVO.- Medir la habilidad o inhabilidad de una partícula de un tamaño determinado a pasar por un abertura de malla especifica, mediante lo cual se logra distribuir en diferentes números de mallas diferentes tamaños de partículas de una muestra.

SÍNTESIS.- Hay que tomar en cuenta que este método no presenta como resultado el tamaño de grano de un material, simplemente la distribución de tamaño de sus partículas en estado natural, es decir, la muestra en estado natural mediante vibración se obliga a pasar a través de las aberturas que presentan las mallas a partículas de menor tamaño.

EQUIPOS Y MATERIALES.

1. Sistema ROTAP (Tamizadora).

2. Seis Tamices certificados ASTM ( No 60, 100, 140, 200, 270, 325) con sus respectivas aberturas de malla (250 µm, 150µm, 106 µm, 75 µm, 53 µm, 45µm)

3. Tapa superior metálica y Bandeja de fondo ciego.

4. Balanza Electrónica.

PROCEDIMIENTO.

1. Seleccionar muestra significativa del material a analizarse de peso mayor a un kilogramo en estado natural.

2. Se coloca en el secador de resistencias por 24 horas con la finalidad de eliminar cualquier residuo de humedad que existiese.

3. Se pesa en la balanza electrónica 1 Kg. del material completamente seco, tomando en cuenta no desperdiciar nada.

4. Se colocan los tamices en orden ascendente comenzando por el fondo ciego seguido por el de menor abertura de malla (325 µm)

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