OPERACIONES ESTANDAR

OPERACIONES DE

LABORATORIO

Una conminucin consiste en una disminucin del tamao del fragmento e incluye chancar, moler y pulverizar. Esta es una parte muy importante del protocolo de muestreo y antes de adquirir nuevos sistemas se deben tomar en consideracin.

Es necesaria una revisin minuciosa durante la seleccin de tales equipos:

La proporcin de reduccin es muy importante. Es decir, la relacin del tamao de la alimentacin y del tamao del producto. El tamao del fragmento ms grande que puede ser chancado es un factor limitante importante.

La productividad, la cual es crticamente importante es la escala planta, no constituye un factor limitante para equipos de tamao de laboratorio. Sin embargo, requiere ser mencionada.

La capacidad es importante para acelerar el tiempo que el operario requiere para alimentar la mquina.

La facilidad para limpiar la mquina es una de sus caractersticas ms importantes, dado que debe hacerse entre cada muestra para prevenir prdidas y contaminacin. Si algunas zonas de la mquina retienen material de la alimentacin de muestras, puede producirse un sesgo significativo.

La dureza, chancabilidad y moliendabilidaddel material a ser muestreado es un factor importante en lo que se refiere a la eleccin de la mquina, y esto debiera ser conversado con los fabricantes a travs de la realizacin de pruebas y ensayos si se considera necesario.

El costo puede ser una consideracin, pero esto depende de la expectativa de vida de la mquina. Tambin es necesario recalcar que no es buen negocio sacrificar la calidad de un proceso tan relevante como el de preparacin de muestras minimizando los costos de adquisicin de equipos.

Debe ser verstil, para poder procesar varios tipos de materiales.

Los equipos que requieren programas de lubricacin y rutinas de inspeccin sofisticados deben ser evitados. La mantencin bsica debe ser simple, sencilla y con fcil acceso hacia todas las partes crticas.

Se debe revisar una copia del manual de mantencin con anterioridad a la adquisicin de la mquina, para que tenga una idea de si la mquina es fcil de mantener, as como una idea acerca de si el manual de mantencin est lo suficientemente detallado para una persona que no es especialista.

Un factor importante se refiere a la seguridad y la higiene. El objetivo es proteger al operario lo mximo posible de las emisiones de polvo y del posible impacto de fragmentos proyectados. Pero, la integridad de la muestra debe ser mantenida, lo que lleva a un uso mnimo de succin de polvo. La mquina debiera ser fcilmente apagada en caso de emergencia.

Equipos de

laboratorio:

Estos equipos son necesarios cuando el material alimentado alcance un tamao mximo superior a 5 cm. Para muestras de exploracin, se recomendara aberturas de mandbula de 25 cm x15 cm, pero se pueden encontrar excelentes unidades con una abertura de mandbula de 30 cm. x 20 cm. Estas unidades tienen vida til larga, e incluso se pueden encontrar unidades usadas que an conservan excelentes condiciones.

Es esencial que la mquina y su estructura debe ser de acero de buena calidad, resistente y requerir un mnimo de mantencin.

La unidad debiera estar equipada con un marco basal fabricado en acero para montarla en el suelo.

La bandeja de alimentacin y el receptculo del producto deben estar equipados con un punto de extraccin de polvo. Sin embargo, el punto de extraccin debiera estar situado de tal manera que no incremente la prdida de polvo natural del material cuando esta siendo triturado. Es muy importante mantener las perdidas de finos a un mnimo. Como resultado, si el material contiene menos de un 5% de humedad, es mejor utilizar el chancado de mandbula con anterioridad a la etapa de secado.

La bandeja de alimentacin debe estar equipada con una puerta o solapa que pueda ser cerrada durante la operacin, despus que el operador la haya alimentado con algn material. Pueden ocurrir situaciones peligrosas si durante la operacin materiales duros son arrojados fuera de la abertura de alimentacin. Tales materiales pueden llevar consigo una energa sorprendente.

La unidad debiera estar equipada con un volante resistente. Su momentum es la clave para un desempeo parejo.

La unidad debiera tener todas sus partes de manejo completamente cerradas para proteger a los operadores. Pero, el sistema de seguridad debiera ser fcilmente removible para efectos de mantencin.

Se debe estudiar con cuidado cmo hay que hacer el ajuste de la abertura de mandbula. En algunos sistemas es fcil, pero otros son muy complicados y consumen mucho tiempo.

El sistema elctrico debe estar bien protegido, con un sistema de partida/ finalizacin de fcil acceso, y una estacin de proteccin del motor.

Todos los puntos de lubricacin deben tener un acceso fcil, si es posible, seleccione unidades con lubricadores automticos.

La unidad debiera estar equipada con placas de mandbula de acero-cromo.

Si es posible, las placas de acero debieran ser reversibles para una vida til ms extendida.

Las mismas caractersticas que se requieren para trabajos pesados se requieren en los chancadores de mandbula para trabajos livianos. Sin

embargo, estos se utilizan para materiales entre 0.2 y 5 cm. Se recomienda una abertura de 25 cm x 13 cm.

La unidad debiera ser fcil de instalar dentro de una lnea automtica de preparacin de muestras.

Debiera ser montada en una base de goma resistente.

El receptculo debiera tener por lo menos una capacidad de 10 litros.

Debiera ser capaz de entregar un producto de 95% menos 0.2 cm.

Debiera ser compacta y no superar los 120 cm de altura.

Los chancadores de rodillo son generadores de gran cantidad de polvo, no muy eficientes, y tienen grandes reas en que el acceso es casi imposible. Como resultado, no deberan usarse en ninguna sala moderna de preparacin de muestras. Tienen una razn de reduccin de fragmentos muy pobre. Tienen un desempeo muy pobre una vez que se desgastan los rodillos, lo que invariablemente tiene lugar en el centro de estos.

Sin embargo, pueden ser utilizados en una estacin de muestreo cuando el material que es muestreado no cambia mucho de un da para otro. Cuando una muestra de un turno de 8 horas se compone de 36 incrementos, el efecto de contaminacin cruzada entre los incrementos sucesivos puede volverse insignificante. Con material pegajoso, no se atascan tan rpido como los chancadores de mandbula.

La siguiente ecuacin puede ser de utilidad:

d = 0.02 D + a

Donde : d = dimetro de partculas de alimentacin

ms grandes posibles a = distancia entre caras de los rodillos D = dimetro del rodillo

La figura 1 ilustra un chancador de rodillo.

El molino de martillo tiene razn de reduccin muy alta, lo cul est determinado por el tamao de la pantalla instalada entre los martillos y la bandeja de la muestra. Son rpidos, pero son ruidosos y muy polvorientos, y son propensos al desgaste. El costo de mantencin es muy alto. Tienen volmenes de soporte grandes o contornos internos, los cules no permiten una limpieza fcil entre cada muestreo. Por estas razones, se pueden introducir sesgos en el muestreo.

Los chancadores de cono no son recomendables porque son difciles de limpiar entre cada muestra. Tienen una proporcin de reduccin muy atractiva, desde 25 mm en la entrada hasta unos 3 mm en la salida. Pueden ser severamente daados por material que accidentalmente los impacta de manera violenta. Si el material no se encuentra perfectamente seco, puede causar una obstruccin que a su vez se puede convertir en un problema sin solucin.

Los molinos de bolas son raramente utilizados en preparaciones de muestreo de laboratorio. Sin embargo son muy valiosos para pruebas metalrgicas y para la preparacin de materiales de referencia estndar. Cualquier metal blando como plomo u oro, tiende a adherirse a las bolas y es muy difcil removerlo.

Son lentos, pero su razn de molienda puede ser considerablemente acelerada con el uso de molinos de bolas vibratorios.

Pueden ser usados para la molienda hmeda, lo cual es una gran ventaja sobre muchos otros sistemas.

Los molinos de bolas son buenas mquinas para homogeneizar.

Usualmente son vendidos con revestimiento de acero liviano con poliuretano con recubrimiento de goma linatex..

Pueden ser abastecidos con varias opciones incluyendo alimentador de cuchara, descarga trommel, tanque de agitacin, bombas, etc...

Deben estar equipados con un cercado de seguridad para el eje rotativo, y aislamientos acsticos.

Los pulverizadores de disco y placa son mquinas de chancado simples y de larga duracin. El material alimentado a la mquina debiera ser ms pequeo que 6mm. Todas sus partes son de fcil acceso para ser limpiadas. Las placas de discos pueden ser cambiadas en pocos minutos. Las placas de discos estn disponibles en una serie de materiales para controlar el desgaste y contaminacin. Aunque tienen muchas ventajas, no se recomienda el uso de estas mquinas por las siguientes razones:

Es conveniente para la ltima fase de pulverizacin de una muestra proveer una pulpa homognea. El pulverizador de disco y placa es incapaz a la hora de obtener homogeneizacin. Por el contrario, promueven la segregacin.

Materiales blandos tales como plomo, oro y molibdeno se pegan en los discos y se puede generar prdidas en un caso y contaminacin posterior.

No es un sistema sellado, por lo tanto, la prdida de materiales finos puede ser considerable.

Colocar la mquina en un toldo ventilado slo puede aumentar las prdidas con la limpieza.

Cada uno de stos defectos es suficiente para superar todas las ventajas.

Los molinos de anillo y disco, tambin llamados Shatterboxes, estn tornndose extremadamente populares por varias razones:

Es un sistema completamente sellado, por lo tanto no hayprdidas de finos durante la fase de molienda.

Es una mquina que se destaca por su homogeneizacin,siempre y cuando el anillo, el disco y la recmara cilndrica no se

recalientan. Por ello, el tiempo de molienda es importante.

Revestidos con carburo de silicio, minimizan lacontaminacin.

Son muy efectivos y rpidos.Conservan la integridad de la muestra al evitar prdidas.Son muy verstiles si se cambia el protocolo de muestreo.

Son muy caros.

El alto impacto de energa sobre un eje excntrico tiende a aflojar algunas partes, las cules requieren una atencin constante.

Si el mantenimiento preventivo no se realiza de manera adecuada, la mquina

podra sufrir daos severos.

Los fabricantes exageran la capacidad efectiva de muchos de los recipientes de trabajo. Por ejemplo, un molino que supuestamente es capaz de procesar una muestra de 5 kg, realiza bien su tarea si la muestra utilizada es de 3 kg.

Muchos laboratorios intentan moler 3 kg, incluso ms, hasta llegar a los 100 micrones. Este es un ejercicio intil y frecuentemente un mal uso de la mquina. Es mucho mejor trabajar 3 kg durante dos minutos a menos 24 mallas, dividir en dos mitades una muestra de 500 gramos y moler dos minutos a menos 100 micrones, en vez de trabajar 3 kg durante 10 minutos a menos 100 micrones. Existen varias razones para esto:

El sobrecalentamiento del recipiente por 10 minutos promueve la segregacin, el endurecimientos en las paredes, desgaste excesivo, pegamiento de materiales blandos excesivos, por tanto exceso de prdidas y contaminacin.

Es mucho ms difcil tomar una submuestraanaltica de 1 gramo desde una pulpa segregada proveniente de 3000 gramos que desde una pulpa de 500 gramos bien homogeneizada.

Los molinos de anillo continuo se utilizan cuando la molienda de anillo es el mtodo preferido para reducir una muestra gruesa a un tamao adecuado para anlisis, pero la cantidad a ser molida es ms grande que la capacidad normal.

El desempeo del molino de anillo continuo vara enormemente dependiendo de las caractersticas fsicas del material procesado. Por lo tanto, es necesario realizar trabajos de prueba antes de adquirir tales equipos. Esto asegura que la configuracin del recipiente se optimiza para la tarea a ser realizada.

El recipiente del molino de anillo continuo debiera ser cargado con una alimentador vibratorio electromagntico variable.

Dado que todo el material transita a travs del recipiente al mismo tiempo, el producto pulverizado no es tan homogneo como el que es preparado por el mtodo tradicional de un batchpor cada molienda.

Cuando solo se requiere un porcentaje del producto descargado desde el molino para ensayos de laboratorio, un divisor de muestras debiera ser instalado en la descarga del molino para asegurar que la submuestra recolectada sea representativa. Esta submuestra debe ser homogeneizada en el laboratorio, y vertida sobre una superficie limpia para recolectar al azar por lo menos 10 incrementos para componer la submuestra analtica final.

La limpieza de todo el circuito entre las muestras es un deber. La manera ms pragmtica de llevar esto a cabo, es a travs del procesamiento de una pequea cantidad de material de la muestra siguiente, y eliminar ese material. Luego, la contaminacin leve de la prxima muestra proviene de material exactamente similar, por ello sus efectos debieran ser insignificantes.

En un protocolo de muestreo no se recomienda harneo porque logra una perfecta segregacin de algunos de los minerales de inters. Luego, se hace casi imposible volver a homogeneizar el material.

Un operador impaciente podra botar una parte valiosa del material que queda en la parte superior del harnero, lo cul podra introducir un sesgo devastador. Sin embargo, para algunas aplicaciones, las operaciones de tamizaje son necesarias.

Los grizzlies son una serie de barras paralelas inclinadas en un ngulo en el que el material sobre tamao cae rodando fuera de la mquina. Se utilizan para ejecutar trabajos de muestreo a gran escala y en estaciones automticas. Tambin son utilizados para proteger los chancadores y los divisores de muestras de fragmentos grandes inusuales. Las barras deben tener una seccin triangular cruzada, con mnimo 70 de inclinacin para reducir la influencia de material pegajoso.

Un trommel es un harnero giratorio con la forma de un cilindro inclinado. La fraccin ms pequea atraviesa la malla del cilindro. La ms grande es removida a la salida en la parte final ms baja de la mquina. El ngulo de inclinacin y la velocidad de revolucin son diseados para adaptarse al material y a la razn de alimentacin. Los trommels son slo utilizados en operaciones de gran escala.

Los harneros vibradores pueden estar inclinados y rectangulares u horizontales y circulares. Usualmente el sobre tamao de cada harnero es recolectado a mano al final de cada operacin de harneo.

El vibrador debe ser ajustable y debiera ser ajustado de manera que otorgara una prdida insignificante de material fino.

El harnero debe poder cerrarse con una tapa que lo proteja del polvo.

La mquina, debe estar construda con acero inoxidable de buena calidad.

Para el uso en seco los harneros ms finos debieran tener equipos de auto limpieza compuestos de cilindros corredizos con bordes puntiagudos, los que remueven el material remanente en el harnero.

La mquina, debe estar equipada con un timer automtico muy confiable, con alta resolucin para reproducir exactamente los mismos tiempos de harneo entre las muestras o experimentos. La clave para los experimentos de harneo es la capacidad de dar resultados similares con dos muestras similares. Para esto, es esencial tomar el tiempo de manera precisa, especialmente con el harneo en seco.

El motor debe ser lo suficientemente potente para trabajar con cargas pesadas cuando una gran cantidad de material es alimentado a la malla superior.

Una sala moderna de preparacin de muestras debiera estar equipada con una gran vibrador capaz de soportar una serie de ocho tamices. Se recomienda utilizar tamices con un dimetro de 45 cm.

La mquina debe estar equipada con buenas cubiertas de plstico con tornillos para situar los tamices en una posicin. Una correa para mantener los tamices en su lugar es complicada de usar, poco confiable, y ejerce demasiada presin sobre los tamices superiores y las tapas.

Con todos los tamices y las mquinas de harneo, alguna prdida de material es inevitable. Es importante asegurarse de que la prdida se mantenga en un nivel bajo. Los materiales finos se dirigen hacia las pequeas hendeduras que sostienen el tamiz con la estructura y dentro de las esquinas. Esta prdida puede ser aceptable para una muestra determinada, pero puede generar contaminacin seria para otra muestra con una composicin totalmente diferente.

Los tamices se deben limpiar a travs de un cuidadoso cepillado o ms rigurosamente utilizando un limpiador ultrasnico.

Los tamices utilizados para el muestreo generalmente tienen aperturas cuadradas. El dimetro efectivo resultante de la partcula de referencia puede no estar de acuerdo con otros sistemas de tamices que utilizan aperturas circulares. No es problema, si se acepta la posible diferencia.

El objetivo de los mezcladores y homogeneizadores es el de reducir la heterogeneidad de distribucin que finalmente con llevara a una disminucin del Error de agrupamiento y segregacin cuando se extraiga una muestra desde el material mezclado y homogeneizado. Tales mquinas son muy tiles cuando materiales, provenientes de diferentes fuentes, son combinados en un solo grupo.

Algunos mtodos de mezclado y homogeneizacin, tales como el coneo o el roleo, pueden tener el efecto contrario al que se tena por intencin, aumentando la segregacin. Como resultado, la eleccin del mtodo de mezclado y homogeneizacin ms adecuado es importantsimo.

Un mezclador de cono doble es adecuado para la mezcla de lotes relativamente pequeos hechos de polvo seco. Es usualmente equipado con una placa inclinada y una placa de cerrado en cualquiera de los dos extremos de los conos. La unidad es cuidadosamente asegurada a travs de soportes montados sobre una base adecuada. El mezclador puede girar a una velocidad aproximada de 30 rotaciones por minuto, o menos. Si esta girando demasiado rpido, podra inducir segregacin. Para lotes pequeos de 500 gramos, mezclarlos durante 2 3 minutos puede resultar suficiente. Pero, para lotes ms grandes, el tiempo de homogeneizacin tendra que aumentar drsticamente. Un lote de 10 kg tendra que ser homogeneizado durante 20 a 30 minutos. Un lote de 200 kg, para el desarrollo de un material referencia estndar, tendra que ser homogeneizado durante toda una noche.

Caracteristicas:

El material homogeneizado puede segregarse nuevamente al descargar la unidad.

El mezclador debe ser construido en acero inoxidable y debe tener una tapa de acceso rpido equipada con una juntura de neopren. El revestimiento interno de los conos debe ser compatible con el material a homogeneizar para minimizar la contaminacin.

Para el carguo y la descarga, una vlvula mariposa debe ser estndar para las unidades grandes. Los modelos ms grandes que 36 pulgadas de dimetro, deben usar un pin motorizado.

Los mismos comentarios formulados para el mezclador de cono doble se pueden aplicar al mezclador de slidos estilo V.

Un separador de rifle puede ser utilizado para mezclar y homogeneizar materiales. Cada vez que la muestra es dividida, ambas mitades son recombinadas. Esta operacin puede ser realizada varias veces de manera consecutiva, hasta que la heterogeneidad de distribucin alcance un mnimo. Ms all de este limite es intil conseguir mayor homogeneizacin. Cada operacin debe ser llevada a cabo sin ninguna prdida de materiales finos en forma de polvo. Si una cantidad sustancial de polvo se pierde, la operacin puede fracasar y conducir a sesgos de muestreo muy graves.

Un separador rotatorio puede ser utilizado para distribuir de manera pareja una serie de materiales provenientes de diferentes orgenes hacia grupos ms pequeos. Luego, estos grupos ms pequeos pueden ser recombinados, y alimentados de nuevo hacia el separador rotatorio. Esta operacin se repite hasta que la heterogeneidad de distribucin alcance un mnimo ms all del cual resulta intil conseguir mayor homogeneizacin. Cada operacin debe ser llevada a cabo sin la prdida de materiales finos en forma de polvo. Si una cantidad sustancial de polvo se pierde, la operacin puede fracasar rpidamente y conducir a sesgos de muestreo muy serios. Para prevenir tal infortunio es importantsimo minimizar la longitud de cualquier cada libre, tales como las correas transportadoras vibradoras hasta los bordes del cortador de los dispositivos de muestreo giratorio.