MANUAL DE PROCEDIMIENTOS PARA UNA CORRECTA CARACTERIZACIÓN DE MATERIAS PRIMAS NO-METÁLICAS

CAPITULO 3

1. MANUAL DE PROCEDIMIENTOS PARA UNA CORRECTA CARACTERIZACIÓN DE MATERIAS PRIMAS NO-METÁLICAS.

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.

3.1. PRÁCTICA 1: Reducción de Tamaño de Grano.

Propósito.- 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 Triturador de Rodillos.
2. Molino de Bolas (Tambor y bolas de Alumina)
3. Mazo de Caucho
4. Martillo
5. Balanza electrónica.
6. Bandejas plásticas o metálicas.
7. 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 unos 105 °C por 12 horas para         eliminar completamente la humedad.

Triturador de rodillos.

1. Se selecciona mediante los tornillos de ajuste la separación deseada de los rodillos, de acuerdo al tamaño del material de ingreso.
2. 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.
3. 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.
4. El material reducido cae en la bandeja metálica propia de la maquina donde se almacena antes de pasar a la siguiente etapa de molienda.

Molino de Bolas.

1. Se comprueba que el tambor y los medios de molienda estén completamente secos para que el material no se adhiera.
2. Se coloca el material de la trituración en el molino de bolas procurando que ocupe no más del 40% del volumen del tambor.
3.  Los medios de molienda deben tener tamaños distribuidos de  manera que ocupen todos los intersticios posibles de molienda.
4.  Seleccionar la velocidad en RPM en el controlador digital del   sistema de rodillos, las cuales dependiendo el proceso y el tipo   de material.
5.  Se coloca el molino en los rodillos y se controla el tiempo de   molienda con el cronometro.
6.  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.

3.2. PRÁCTICA 2: Análisis Granulométrico (Clasificación de Partículas.)

Propósito.- 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 grano de una muestra.

Síntesis.- Hay que tomar en cuenta que este método no presenta como resultado el tamaño de partícula de un material, simplemente la distribución de tamaño de grano 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) terminando finalmente con el de mayor abertura  (60 µm),         las mismas que se colocan en la tamizadora.
5. Se vierte contenido (1 Kg.) tomado para analizarse sobre la         malla superior controlando que no quede ningún residuo en el         recipiente que lo contenía para evitar errores de peso.
6. Se  coloca la tapa y se prende el equipo ROTAP por 10         minutos, la cual mediante movimientos elipsoidales horizontales         y un balanceo superpuesto ayudado por golpes longitudinales         de arriba hacia abajo facilitaran el paso del material a través de         los tamices distribuyéndose de mejor manera en sus tamaños         correspondientes.
7. Una vez terminada la agitación se procede a apagar el equipo y         pesar en la balanza electrónica  los residuos de material que se         ha distribuido en cada tamiz.        
8. Comenzando por el tamiz superior hasta llegar al fondo ciego,         se aconseja usar un cepillo de cerdas suaves para retirar el         material que se queda en las aberturas del tamiz y en los         bordes del marco y la malla.
9. Se anotan la cantidad de material pesado en cada tamiz y si, su         suma total es inferior a 980 gramos toca repetir la practica ya         que se ha perdido demasiado material en a manipulación del         proceso.
10. Los tamices limpios con sus respectivo fondo y tapa son         colocados nuevamente donde se los encontró al comienzo de la         practica.

Presentación de resultados.

1. Presentar al encargado las gavetas plásticas con las fracciones         granulométricas etiquetadas con sus pesos y el número del         tamiz del que se recogió.
2. Confeccionar una curva de distribución granulométrica que         represente el rechazo acumulado vs. el Logaritmo  de la         abertura de la malla.
3. Confeccionar una curva de distribución granulométrica que         represente el paso acumulado vs. el Logaritmo  de la abertura         de la malla.
4. Rechazo simple de cada tamiz vs Logaritmo de la abertura de la         malla.
5. Paso simple de cada tamiz vs Logaritmo de la abertura de la         malla.

Para el desarrollo de estas curvas se ayudara del siguiente cuadro para el tratamiento de datos del apéndice J.

3.3. PRÁCTICA 3: Determinación De pH.

Propósito.- Este método describe un procedimiento para determinar los valores de pH de arcillas o polvos no metálicos en suspensiones acuosas.

Síntesis.- Se ha demostrado experimentalmente que el valor de pH de suspensiones de arcilla y polvos no metálicos en agua dependen en largamente de los elevados porcentajes de sólidos. Algunos procedimientos esperan la sedimentación de los sólidos antes de hacer la determinación, mientras que otros hacen la inmersión del electrodo del medidor de pH dentro de la suspensión.

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