DESINTEGRACIÓN
DESINTEGRACIÓN
MECÁNICA DE SÓLIDOS
MECÁNICA DE SÓLIDOS
UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN SIMÓNUNIVERSIDAD MAYOR DE SAN SIMÓN FACULTAD DE CIENCIAS Y
FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGÍATECNOLOGÍA CARRERA DE INGENIERÍA DE
CARRERA DE INGENIERÍA DE QUÍMICAQUÍMICA
ESTUDIANTES.-Bedoya Machaca Helga Patricia Bedoya Machaca Helga Patricia Buendia Jaimes Santy
Buendia Jaimes Santy Camacho Galarza Carmen Camacho Galarza Carmen Cayo Choque Eva Lidia Cayo Choque Eva Lidia Copa Mitma Mariela Copa Mitma Mariela
Rosales Olmos María Virginia Rosales Olmos María Virginia Siles Pancca Andrea
Siles Pancca Andrea
Villca Cáceres Carlos Antonio Villca Cáceres Carlos Antonio
MATERIA.-Laboratorio De Operaciones Unitarias II Laboratorio De Operaciones Unitarias II
DOCENTE.-Ing. Nelson Hinojosa Salazar Ing. Nelson Hinojosa Salazar
INDICE
INDICE
1.
1. INTRODUINTRODUCCIÓN CCIÓN ... ... 22 2.
2. OBJETIVOBJETIVOS: OS: ... ... 33 2.1. OBJETIVO GENERAL. ... 3 2.1. OBJETIVO GENERAL. ... 3 2.2.
2.2. OBJETIVOOBJETIVOS S ESPECÍFICOS. ESPECÍFICOS. ... . 33 3.
3. MARCO MARCO TEORICO: TEORICO: ... ... 33 3.1.
3.1. DEFINICIÓN DEFINICIÓN ... . 33 3.2.
3.2. LEYES LEYES DE DE LA LA DESINTEGRADESINTEGRACION CION MECANICA..MECANICA... . 33 3.2.1.
3.2.1. Leyes Leyes de de distribdistribución ución granulogranulométrica métrica ... .... 44 3.2.2.
3.2.2. Leyes Leyes energétenergéticas icas ... . 55 3.2.2
3.2.2.1. .1. Ley Ley de de RittingRittinger er ... .... 66 3.2.2.2
3.2.2.2. . Ley Ley de de Kick Kick ... ... 77 3.2.2.3.
3.2.2.3. Desviaciones de las Leyes de Rittinger y Kick Desviaciones de las Leyes de Rittinger y Kick ... 7... 7 3.2.2.4
3.2.2.4. . Teoría Teoría de de Bond Bond ... .... 88 3.3.
3.3. TRITURADTRITURADORAS ORAS ... ... 99 3.3.1.
3.3.1. TriturTrituradora adora PrimarPrimaria ia ... ... 99 3.3.1.1
3.3.1.1. . GiratoGiratoria ria ... ... 99 3.3.1.2
3.3.1.2. . Mandíbula Mandíbula o o quijadas quijadas ... ... 1111 3.3.1.3.
3.3.1.3. Comparación entre trituradoras priComparación entre trituradoras primarias marias ... ... 1212 3.3.2.
3.3.2. TriturTrituradora adora SecundariaSecundaria/Terciaria /Terciaria ... ... 1212 3.3.2.1
3.3.2.1. . ChancadorChancadora a cónica cónica ... ... 1212 3.3.2.2
3.3.2.2. . ChancadorChancadora a de de martilmartillos los ... .... 1313 3.4.
3.4. MOLIENDA MOLIENDA ... ... 1414 3.4.1.
3.4.1. Molino Molino de de discos discos ... ... 1616 3.4.2.
3.4.2. Molino Molino de de rodillos rodillos ... ... 1717 3.4.3.
3.4.3. Molino Molino de de barras barras (ROD (ROD MILL) MILL) ... ... 1919 3.4.4.
3.4.4. Molino Molino de de bolas bolas ... .. 2121 3.4.5.
3.4.5. Molino Molino de de martilmartillo lo ... ... 2424 3.4.6.
3.4.6. Molino Molino de de CompartCompartimientos imientos MúltipleMúltiples s ... ... 2525 3.4.7.
3.4.7. Molino Molino DoppelDoppel – – Rotator O Double Rotator ... 26 Rotator O Double Rotator ... 26 4.
4. CONCLUSIOCONCLUSIONES: NES: ... ... 3030 5.
DESINTEGRACIO
DESINTEGRACIO
N MECA
N MECA
NICA DE
NICA DE
SO
SO
LIDOS
LIDOS
1.
1.
INTRODUCCIÓN
INTRODUCCIÓN
El objeto de la operación de desintegración no consiste solamente en El objeto de la operación de desintegración no consiste solamente en obtener “pequeños trozos a partir de los grandes”, en cuyo caso la obtener “pequeños trozos a partir de los grandes”, en cuyo caso la efectividad de la operación se medirá por la finura del material obtenido, efectividad de la operación se medirá por la finura del material obtenido, sino que también persigue la consecución de un producto que posea un sino que también persigue la consecución de un producto que posea un determinado tamaño granular, comprendido entre límites preestablecidos. determinado tamaño granular, comprendido entre límites preestablecidos. Las exigencias de tamaño para diversos productos pueden variar, y de ahí Las exigencias de tamaño para diversos productos pueden variar, y de ahí que se empleen diferentes máquinas y procedimientos. Las menas que se empleen diferentes máquinas y procedimientos. Las menas metálicas consisten en cantidades variables de uno o varios minerales metálicas consisten en cantidades variables de uno o varios minerales valiosos, asociadas con otros indeseables (ganga). La primera etapa en el valiosos, asociadas con otros indeseables (ganga). La primera etapa en el tratamiento de las menas metálicas consiste en separar la ganga los tratamiento de las menas metálicas consiste en separar la ganga los minerales deseados, ya que la mena metálica extraída del yacimiento minerales deseados, ya que la mena metálica extraída del yacimiento contiene ambos tipos de minerales formando masas sólidas.
contiene ambos tipos de minerales formando masas sólidas.
A menos que la concentración del mineral útil sea lo suficientemente grande A menos que la concentración del mineral útil sea lo suficientemente grande para poder reducirlo a metal sin tratamiento previo (en cuyo caso la ganga para poder reducirlo a metal sin tratamiento previo (en cuyo caso la ganga se separa generalmente al estado de fusión), será necesario desintegrar de se separa generalmente al estado de fusión), será necesario desintegrar de modo mecánico la masa original del mineral para poder separar a los modo mecánico la masa original del mineral para poder separar a los minerales útiles de la ganga o estéril. Luego,
minerales útiles de la ganga o estéril. Luego, los minerales se separan porlos minerales se separan por métodos de gravedad o flotación, que permiten elevar la concentración de métodos de gravedad o flotación, que permiten elevar la concentración de los mismos.
2.
2.
OBJETIVOS:
OBJETIVOS:
2.1. OBJETIVO GENERAL.
2.1. OBJETIVO GENERAL.
Estudiar y Conocer la Estudiar y Conocer la operación unitaria operación unitaria de de desintegración mecánica desintegración mecánica dede
sólidos, así como su aplicación en la rama de la ingeniería. sólidos, así como su aplicación en la rama de la ingeniería.
2.2.
2.2.
OBJETIVOS
OBJETIVOS
ESPECÍFICOS.
ESPECÍFICOS.
Conocer las Conocer las leyes leyes de de desintegración desintegración mecánica.mecánica.
Conocer las Conocer las leyes leyes granulométricas.granulométricas.
Conocer las Conocer las leyes leyes energéticas.energéticas.
Conocer los Conocer los equipos equipos utilizados utilizados en en la la trituración.trituración.
Conocer los Conocer los equipos equipos usados usados en en la la molienda.molienda.
3.
3.
MARCO TEORICO:
MARCO TEORICO:
3.1.
3.1.
DEFINICIÓN
DEFINICIÓN
La desintegración mecánica es un término genérico de reducción de tamaño. La desintegración mecánica es un término genérico de reducción de tamaño. Las quebrantadoras y los molinos son tipos de equipos de desintegración. Una Las quebrantadoras y los molinos son tipos de equipos de desintegración. Una quebrantadora o molino ideal debieran tener una gran capacidad, requerir quebrantadora o molino ideal debieran tener una gran capacidad, requerir poco consumo de energía por unidad de producto, y dar lugar a un producto poco consumo de energía por unidad de producto, y dar lugar a un producto de un
de un único único tamaño, o tamaño, o distribución de tdistribución de tamaño.amaño.
3.2.
3.2.
LEYES DE LA DESINTEGRACION MECANICA
LEYES DE LA DESINTEGRACION MECANICA
El conocimiento teórico de la desintegración mecánica y sus leyes se inicia en El conocimiento teórico de la desintegración mecánica y sus leyes se inicia en el año 1867, por P. R. Von Rittinger.
el año 1867, por P. R. Von Rittinger.
Las leyes de la desintegración se pueden clasificar de la siguiente forma: Las leyes de la desintegración se pueden clasificar de la siguiente forma:
Leyes Leyes de de distribución distribución granulométrica.granulométrica.
Leyes Leyes energéticas.energéticas.
3.2.1.
3.2.1.
Leyes de
Leyes de
distribución granulométri
distribución granulométri
ca
ca
Se ha comprobado que resulta imposible obtener, por medio de la Se ha comprobado que resulta imposible obtener, por medio de la trituración, partículas que, en su totalidad, sean de volumen (tamaño) igual trituración, partículas que, en su totalidad, sean de volumen (tamaño) igual y uniforme. El material producido es de distintas dimensiones, repartiéndose y uniforme. El material producido es de distintas dimensiones, repartiéndose de acuerdo a curvas bien definidas denominadas curvas granulométricas. de acuerdo a curvas bien definidas denominadas curvas granulométricas. En la Figura N°1 se pueden observar diversas curvas granulométricas. En la Figura N°1 se pueden observar diversas curvas granulométricas.
El profesor Gaudin estudiando el comportamiento de los materiales en la El profesor Gaudin estudiando el comportamiento de los materiales en la desintegración enuncio lo siguiente:
cantidad de materiales muy finos (ultra finos) que la trituración equivalente cantidad de materiales muy finos (ultra finos) que la trituración equivalente en una sola etapa.
en una sola etapa. b)
b) La trituración de La trituración de trozos planos trozos planos produce más produce más material fino material fino que la que la dede trozos en forma regular.
trozos en forma regular. c)
c) La forma La forma media de media de los granos tritlos granos triturados varia urados varia con la con la ubicación en laubicación en la escala de tamizado. Los granos gruesos y finos (los extremos) son escala de tamizado. Los granos gruesos y finos (los extremos) son alargados, mientras que los medios tienen forma más cúbica.
alargados, mientras que los medios tienen forma más cúbica.
3.2.2.
3.2.2.
Leyes energéticas
Leyes energéticas
Dentro del consumo de energía destinado a la trituración de materiales solo Dentro del consumo de energía destinado a la trituración de materiales solo un 2% aproximadamente produce la aparición de nuevas superficies, el un 2% aproximadamente produce la aparición de nuevas superficies, el resto se pierde en deformación plástica de las partículas, deformación de resto se pierde en deformación plástica de las partículas, deformación de las
las partes partes metálicas metálicas de de la la maquinaria, maquinaria, fricciones fricciones entre entre partículas,partículas, rozamiento de las partículas con las paredes de la maquinaria, calor, ruido y rozamiento de las partículas con las paredes de la maquinaria, calor, ruido y vibraciones.
vibraciones. La
La ley ley energética general energética general que enuncia que enuncia la la relación existente relación existente entre el entre el aporteaporte necesario de energía y la reducción de tamaño obtenida expresa que la necesario de energía y la reducción de tamaño obtenida expresa que la energía necesaria para una determinada desintegración es proporcional energía necesaria para una determinada desintegración es proporcional exponencialmente al tamaño de la partícula:
exponencialmente al tamaño de la partícula:
Donde: Donde:
dE: Diferencial de energía dE: Diferencial de energía dL: Diferencial de elongación. dL: Diferencial de elongación. c: Constante de proporción. c: Constante de proporción. L: Longitud. L: Longitud.
p: Constante en función del tipo de m
Existen variantes de esta Ley que se adaptan mejor a determinadas Existen variantes de esta Ley que se adaptan mejor a determinadas condiciones de
condiciones de trabajo: la trabajo: la Ley Ley de de Rittinger, Rittinger, enunciada en enunciada en el el año 1867 año 1867 yy que se basa en la hipótesis de las superficies de las partículas; la de Kick, que se basa en la hipótesis de las superficies de las partículas; la de Kick, expresada en el año 1885 y que se basa en una hipótesis volumétrica y la expresada en el año 1885 y que se basa en una hipótesis volumétrica y la teoría de Bond, del año 1951.
teoría de Bond, del año 1951.
3.2.2.1.
3.2.2.1.
Ley de Rittinger
Ley de Rittinger
Esta ley, cuya explicación responde bastante bien a la desintegración de Esta ley, cuya explicación responde bastante bien a la desintegración de productos finos expresa:
productos finos expresa:
“El trabajo necesario para una desintegración
“El trabajo necesario para una desintegración es es proporcional proporcional al al aumentoaumento de superficie
de superficie producida”.producida”.
Donde: Donde:
W: Trabajo de desintegración. W: Trabajo de desintegración. z: Energía superficial específica. z: Energía superficial específica.
S: Aumento de superficie producido en la desintegración. S: Aumento de superficie producido en la desintegración. Otra forma de expresar esta ley es la siguiente:
Otra forma de expresar esta ley es la siguiente: “Los traba
“Los traba jos jos producidos producidos en en la la desintegración desintegración son son inversamenteinversamente proporcionales a los tamaños de los granos producidos
3.2.2.2.
3.2.2.2.
Ley de Kick
Ley de Kick
Esta ley responde, con bastante aproximación, a la desintegración de Esta ley responde, con bastante aproximación, a la desintegración de productos gruesos y expresa lo siguiente:
productos gruesos y expresa lo siguiente: “El trabajo
“El trabajo absorbido para producir cambios análogos en la configuraciónabsorbido para producir cambios análogos en la configuración de cuerpos geométricamente semejantes y de la misma materia varia con de cuerpos geométricamente semejantes y de la misma materia varia con el volumen o la
el volumen o la masa”masa”
Otra forma de expresión es la siguiente: Otra forma de expresión es la siguiente:
Donde: Donde: W: Trabajo de desintegración. W: Trabajo de desintegración. V: Volumen. V: Volumen. M: Masa. M: Masa. B: Constante. B: Constante.
D: Tamaño (i: inicial; f: final). D: Tamaño (i: inicial; f: final).
3.2.2.3.
3.2.2.3.
Desviaciones de las Leyes de Rittinger y Kick
Desviaciones de las Leyes de Rittinger y Kick
Las desviaciones que presentan en la práctica ambas leyes se deben a lo Las desviaciones que presentan en la práctica ambas leyes se deben a lo siguiente:
siguiente: a)
a) Se Se partía del partía del principio de principio de que lque la desintega desintegración produce ración produce productos deproductos de igual forma que los iniciales (isostenia), es decir, que al desintegrar igual forma que los iniciales (isostenia), es decir, que al desintegrar partículas de forma cúbica se producían cubitos o si se partía de esferas partículas de forma cúbica se producían cubitos o si se partía de esferas se producían esferitas. Este principio no es válido.
b)
b) Se Se suponía suponía que que los los materiales materiales son son isótropos isótropos (igual (igual resistencia eresistencia enn todas direcciones (anisotropía).
todas direcciones (anisotropía). c)
c) No No se consideraba se consideraba que los que los productos a productos a desintegrar pueden tdesintegrar pueden tenerener grietas superficiales (lugares donde se comienza a desintegrar el material grietas superficiales (lugares donde se comienza a desintegrar el material sin consumo de energía).
sin consumo de energía). d)
d) No No se se tuvieron tuvieron en en cuenta cuenta ni ni las las deformaciones deformaciones elásticas, elásticas, ni ni que que elel producto
producto se mueve se mueve dentro de dentro de la maquina, la maquina, lo que lo que produce rozamientosproduce rozamientos calor del material, etc.
calor del material, etc. e)
e) No se consideraba que la No se consideraba que la materia ya molida materia ya molida amortigua el golpe de lamortigua el golpe de laa maquina contra la materia aun no molida.
maquina contra la materia aun no molida.
3.2.2.4.
3.2.2.4.
Teoría de Bond
Teoría de Bond
Esta teoría se ajusta con bastante aproximación a la desintegración de Esta teoría se ajusta con bastante aproximación a la desintegración de minerales por vía húmeda; se expresa
minerales por vía húmeda; se expresa de la siguiente forma:de la siguiente forma:
“El trabajo de romper una roca es el necesario para sobrepasar su “El trabajo de romper una roca es el necesario para sobrepasar su deformación critica
deformación critica y que y que aparezcan grietas de aparezcan grietas de fractura; luego fractura; luego la fracturala fractura se
se reduce sin aportes apreciables de energía”.reduce sin aportes apreciables de energía”. La expresión es la siguiente:
La expresión es la siguiente:
Donde: Donde:
Wi: Índice energético del material (KWh por tonelada necesarios para Wi: Índice energético del material (KWh por tonelada necesarios para reducir un material desde un tamaño infinito hasta que el 80% pase por el reducir un material desde un tamaño infinito hasta que el 80% pase por el tamiz
tamiz de de 100 100 (10-6 (10-6 m).m). Di
Di y Df: Tamaño inicial y Df: Tamaño inicial y final de las y final de las partículas.partículas. W: Trabajo de desintegración.
W: Trabajo de desintegración.
3.3.
3.3.
TRITURADORAS
TRITURADORAS
Existe una gran cantidad de trituradoras de distinto tipo, las que permiten Existe una gran cantidad de trituradoras de distinto tipo, las que permiten efectuar el trabajo de desintegración en la preparación de rocas y minerales. efectuar el trabajo de desintegración en la preparación de rocas y minerales. Conforme al
Conforme al tipo de tipo de trituradora y trituradora y a los a los esfuerzos esfuerzos a a los que los que someten a someten a las rocaslas rocas se utilizan unas u otras con sus ventajas técnico-económicas propias de cada se utilizan unas u otras con sus ventajas técnico-económicas propias de cada una.
una.
Seguidamente se consideraran solo aquellas que se estiman más importantes y Seguidamente se consideraran solo aquellas que se estiman más importantes y de aplicación más generalizada.
de aplicación más generalizada.
3.3.1.
3.3.1.
Trituradora Primaria
Trituradora Primaria
Características: Características:
Fractura la Fractura la mena de mena de alimentación proveniente alimentación proveniente de la de la mina, mina, desde 60"desde 60"
hasta bajo 8"a 6"de producto. hasta bajo 8"a 6"de producto.
Operación: Operación: circuito circuito abierto, abierto, son son de de dos dos tipos.tipos.
3.3.1.1.
3.3.1.1.
Giratoria
Giratoria
Mecanismo de Mecanismo de trituración: trituración: Por Por compresión.compresión.
Especificación: abertura Especificación: abertura de de la la boca boca por por el el diámetro diámetro del del cono, cono, de de otraotra
manera se podría decir; ancho de abertura de admisión (boca) y el manera se podría decir; ancho de abertura de admisión (boca) y el diámetro del manto.
Trabajan sin Trabajan sin mecanismo mecanismo de de alimentación alimentación y y se se alimentanalimentan
directamente por camiones. directamente por camiones.
Chancan a Chancan a ciclo ciclo completo completo y y tiene tiene más más capacidad capacidad que que la la chancadorachancadora
de mandíbula del mismo tamaño(boca) por ello se usan de mandíbula del mismo tamaño(boca) por ello se usan generalmente en plantas donde se requiere elevada capacidad de generalmente en plantas donde se requiere elevada capacidad de tratamiento
tratamiento
Está constituido por un eje vertical (árbol) con un elemento de molienda Está constituido por un eje vertical (árbol) con un elemento de molienda cónico llamado cabeza, recubierto por una capa de material de alta cónico llamado cabeza, recubierto por una capa de material de alta pureza llamado manto.
pureza llamado manto.
La cabeza se mueve en forma de elipse debido al efecto de movimiento La cabeza se mueve en forma de elipse debido al efecto de movimiento excéntrico que le entrega el motor
3.3.1.2.
3.3.1.2.
Mandíbula o quijadas
Mandíbula o quijadas
Son equipos dotados de Son equipos dotados de 2 placas 2 placas o mandíbulas, o mandíbulas, donde de donde de ellas en ellas en móvilmóvil
que presiona con enorme fuerza y rápidamente a la otra (fija), que presiona con enorme fuerza y rápidamente a la otra (fija), fracturando al metal que se encuentra en ambas.
fracturando al metal que se encuentra en ambas.
Según el tipo de movimiento de la placa móvil, se clasifican en: Según el tipo de movimiento de la placa móvil, se clasifican en: a) Blake a) Blake b) Dodge b) Dodge c) Universal c) Universal
Especificación: Abertura de boca Especificación: Abertura de boca (distancia entre (distancia entre las mandíbulas las mandíbulas dede
alimentación) y el ancho de placas (largo de abertura de admisión). alimentación) y el ancho de placas (largo de abertura de admisión).
Acepta un tamaño de Acepta un tamaño de roca que roca que no exceda no exceda los 2/3 los 2/3 de la de la abertura de abertura de mayormayor
admisión por es usada cuando la boca de la chancadora es más admisión por es usada cuando la boca de la chancadora es más importante que la capacidad.
3.3.1.3.
3.3.1.3.
Comparación entre trituradoras primarias
Comparación entre trituradoras primarias
a)
a) Según la capacidad requerida y el tamaño máximo a tratar: Según la capacidad requerida y el tamaño máximo a tratar: I.
I. Si Si se se requiere requiere alta alta capacidad capacidad (flujo (flujo másico), másico), se se prefiere prefiere a a la la chancadorachancadora giratoria.
giratoria. II.
II. Si Si es es importante importante el el tamaño tamaño de de abertura (boca), abertura (boca), se se prefiere prefiere a a la la chancadorachancadora de mandíbula.
de mandíbula. III.
III. Para Para equipos equipos de de tamaño tamaño similar:similar: IV.
IV. Los Los costos costos de de capital capital y y de de mantención mantención de de un un chancador chancador de de mandíbulasmandíbulas son levemente menores que los de un chancador giratorio.
son levemente menores que los de un chancador giratorio. V.
V. El El costo costo de de instalación instalación de de una una chancador chancador de de mandíbulas mandíbulas es es mayor mayor que que elel chancador giratorio.
chancador giratorio. VI.
VI. Según Según el el tipo tipo de de aplicación:aplicación: VII.
VII. El El chancador chancador de de mandíbulas mandíbulas se se prefieren prefieren en en material material arcillosos, arcillosos, plásticos,plásticos, etc. En general materiales blandos.
etc. En general materiales blandos. VIII.
VIII. Los Los chancadores chancadores giratorios giratorios se se prefieren prefieren en en materiales materiales duros, duros, abrasivos.abrasivos.
3.3.2.
3.3.2.
Trituradora
Trituradora
Secundaria/Te
Secundaria/Te
rciaria
rciaria
3.3.2.1.
La chancadora La chancadora de cono de cono estándar tiene estándar tiene un un revestimiento escalonado revestimiento escalonado lolo
cual permite alimentación más gruesa que la del cabezal corto. cual permite alimentación más gruesa que la del cabezal corto.
Mecanismo Mecanismo de de trituración: trituración: Por Por compresión.compresión.
Disposición: Disposición: Paralela.Paralela.
La abertura de La abertura de alimentación es alimentación es por lo por lo menos 2 veces menos 2 veces más que más que la dela de
abertura de descarga abertura de descarga
3.3.2.2.
3.3.2.2.
Chancadora de martillos
Chancadora de martillos
Se basa en el mecanismo de compresión del material entre dos cuerpos. Entre Se basa en el mecanismo de compresión del material entre dos cuerpos. Entre más rápida sea la fuerza de aplicación más rápido ocurre la fractura por el más rápida sea la fuerza de aplicación más rápido ocurre la fractura por el aumento de la energía cinética concentrando la fuerza de fragmentación en un aumento de la energía cinética concentrando la fuerza de fragmentación en un solo punto produciendo partículas que se fracturan rápidamente hasta el límite. solo punto produciendo partículas que se fracturan rápidamente hasta el límite. Consiste de un rotor horizontal o vertical unido a martillos fijos o pivotantes Consiste de un rotor horizontal o vertical unido a martillos fijos o pivotantes encajados en una carcasa. En la parte inferior están dotados de un tamiz fijo o encajados en una carcasa. En la parte inferior están dotados de un tamiz fijo o intercambiable. Puede operar a más de 1000 rpm haciendo que casi todos los intercambiable. Puede operar a más de 1000 rpm haciendo que casi todos los materiales se comporten como frágiles. Se utilizan para el secado de material, materiales se comporten como frágiles. Se utilizan para el secado de material, granulación ungüentos, pastas húmedas y suspensiones. Los martillos obtusos granulación ungüentos, pastas húmedas y suspensiones. Los martillos obtusos se utilizan para materiales cristalinos y frágiles, mientras que los afilados se se utilizan para materiales cristalinos y frágiles, mientras que los afilados se usan para materiales fibrosos.
usan para materiales fibrosos.
Estos molinos son fáciles de limpiar y operar, algunos además permiten Estos molinos son fáciles de limpiar y operar, algunos además permiten cambiar sus tamices, y operan en un sistema cerrado reduciendo el riesgo de cambiar sus tamices, y operan en un sistema cerrado reduciendo el riesgo de explosión y contaminación cruzada.
3.4.
3.4.
MOLIENDA
MOLIENDA
La molienda es una operación unitaria que a pesar de implicar sólo una La molienda es una operación unitaria que a pesar de implicar sólo una transformación física de la materia sin alterar su naturaleza, es de suma transformación física de la materia sin alterar su naturaleza, es de suma importancia en diversos procesos industriales, ya que el tamaño de importancia en diversos procesos industriales, ya que el tamaño de partículas representa en forma indirecta áreas, que a su vez afectan partículas representa en forma indirecta áreas, que a su vez afectan las magnitudes de los
las magnitudes de los fenómenos de transferencia entre otras cosas.fenómenos de transferencia entre otras cosas. La reducción se lleva a cabo dividiendo o fraccionando la muestra por medios La reducción se lleva a cabo dividiendo o fraccionando la muestra por medios mecánicos hasta el tamaño deseado. Los métodos de reducción más empleados mecánicos hasta el tamaño deseado. Los métodos de reducción más empleados en las máquinas de molienda son compresión, impacto, frotamiento de cizalla y en las máquinas de molienda son compresión, impacto, frotamiento de cizalla y cortado.
cortado.
Los elementos más importantes de la molienda: Los elementos más importantes de la molienda:
a)
a) Velocidad Velocidad CríticaCrítica
La velocidad crítica para un molino y sus elementos moledores es aquella que La velocidad crítica para un molino y sus elementos moledores es aquella que hace que la fuerza centrífuga que actúa sobre los elementos moledores, equilibre hace que la fuerza centrífuga que actúa sobre los elementos moledores, equilibre el peso de los mismos en cada instante. Cuando esto ocurre, los elementos el peso de los mismos en cada instante. Cuando esto ocurre, los elementos moledores quedan “pegados” a las paredes internas del molino y no ejercen la moledores quedan “pegados” a las paredes internas del molino y no ejercen la fuerza de rozamiento necesaria sobre el material para producir la molienda. El fuerza de rozamiento necesaria sobre el material para producir la molienda. El molino, entonces, deberá trabajar a velocidades inferiores a la crítica.
molino, entonces, deberá trabajar a velocidades inferiores a la crítica.
“La velocidad crítica es función de la inversa de la raíz cu
“La velocidad crítica es función de la inversa de la raíz cu adrada del diámetro deladrada del diámetro del molino”
molino” b)
b) Movimiento Movimiento de de carga carga en en los los molinosmolinos
((
)) =
=
42,3
42,3
pequeñas con relación al volumen del molino y que ocupan menos de la mitad del pequeñas con relación al volumen del molino y que ocupan menos de la mitad del volumen del molino.
volumen del molino.
Cuando el molino gira, los cuerpos moledores son elevados en el lado ascendente Cuando el molino gira, los cuerpos moledores son elevados en el lado ascendente del molino hasta que se logra una situación de equilibrio dinámico donde los del molino hasta que se logra una situación de equilibrio dinámico donde los cuerpos de molienda caen en cascada sobre la superficie libre de los otros cuerpos de molienda caen en cascada sobre la superficie libre de los otros cuerpos.
cuerpos.
Se distinguen tres tipos de movimiento de los medios de molienda en un molino Se distinguen tres tipos de movimiento de los medios de molienda en un molino rotatorio:
rotatorio:
Rotación Rotación alrededor alrededor de de su su propio propio eje.eje.
Caída Caída en cascada en cascada donde los donde los medios medios bajan rodando bajan rodando por la por la superficie superficie de losde los
otros cuerpos, es aquí donde se produce la molienda más fina con gran otros cuerpos, es aquí donde se produce la molienda más fina con gran producción De polvo.
producción De polvo.
Caída en catarata Caída en catarata que corresponde a que corresponde a la caída la caída libre de los melibre de los medios dedios de
molienda sobre el pie de la carga, esta caída produce conminación por molienda sobre el pie de la carga, esta caída produce conminación por impacto y un producto más grueso.
impacto y un producto más grueso.
Las principales clases de máquinas para molienda son: Las principales clases de máquinas para molienda son:
Triturador de Triturador de Quijadas.Quijadas.
Triturador Giratorio.Triturador Giratorio.
Triturador de Triturador de Rodillos.Rodillos.
Molino Molino de de MartillosMartillos
Molino Molino de de Rodillos Rodillos de de CompresiónCompresión
Molino Molino de de Tazón.Tazón.
Molino Molino de de Rodillos.Rodillos.
Molinos Molinos de de Fricción.Fricción.
Molinos Molinos Revolvedores.Revolvedores.
Molinos Molinos de de Bolas.Bolas.
Molinos Molinos de de TuboTubo
Molinos Molinos Ultrafinos.Ultrafinos.
Molinos Molinos de de Martillos Martillos con con Clasificación Clasificación Interna.Interna.
Molinos Molinos de de Flujo Flujo Energético.Energético.
Molinos Molinos Agitadores.Agitadores.
3.4.1.
3.4.1.
Molino de discos
Molino de discos
El molino de Discos consiste en dos discos, lisos o dentados, que están El molino de Discos consiste en dos discos, lisos o dentados, que están enfrentados y giran con velocidades opuestas; el material a moler cae por enfrentados y giran con velocidades opuestas; el material a moler cae por gravedad entre ambos.
gravedad entre ambos.
El conjunto comprende, que comprende un eje, los discos y las placas de El conjunto comprende, que comprende un eje, los discos y las placas de trituración, denomina impulsor. El material de alimentación entra por un canal trituración, denomina impulsor. El material de alimentación entra por un canal cerca del eje, pasa entre las placas de molienda y se descarga en la periferia de cerca del eje, pasa entre las placas de molienda y se descarga en la periferia de los discos. Las placas de molienda se sujetan a los discos por medio de pernos los discos. Las placas de molienda se sujetan a los discos por medio de pernos y la distancia entre ellos es ajustable.
y la distancia entre ellos es ajustable. Actualmente
Actualmente no no se se utiliza. utiliza. Este Este tipo tipo de de molinos molinos ha ha ido ido evolucionando evolucionando hacia hacia elel molino que hoy conocemos como molino de Rodillos.
El tamaño de El tamaño de las partículas se las partículas se puede ajustar durante el puede ajustar durante el proceso deproceso de
pulverización. pulverización.
Útil para materiales secos, friables, suavemente o moderado duros. Útil para materiales secos, friables, suavemente o moderado duros.
3.4.2.
3.4.2.
Molino de rodillos
Molino de rodillos
Dos Dos rodillos rodillos lisos, lisos, acanallados acanallados o o dentadosdentados
Ejes Ejes horizontaleshorizontales
Giro, Giro, sentido sentido opuestoopuesto
Un rodillo Un rodillo entre resorte para entre resorte para desplazamiento y desplazamiento y evitar problemas evitar problemas con elcon el
equipo equipo Velocidad: Velocidad: 50 50 - - 300 300 rpm.rpm. Mecanismo: Mecanismo:
Partículas Partículas atrapadas atrapadas entre entre rodillorodillo
Tamaño partícula Tamaño partícula depende de depende de la distancia la distancia entre rodillos entre rodillos y el y el diámetro dediámetro de
rodillos rodillos
Uniformidad Uniformidad de de tamaños tamaños depende depende de de la la superficie superficie de de los los rodillos rodillos (superficie(superficie
lisa) lisa)
Útil Útil para para materiales materiales quebradizos quebradizos de de naturaleza naturaleza moderadamoderada
3.4.3.
3.4.3.
Molino de barras (ROD MILL)
Molino de barras (ROD MILL)
El molino de Barras está formado por un cuerpo cilíndrico de eje horizontal, que El molino de Barras está formado por un cuerpo cilíndrico de eje horizontal, que en su interior cuenta con barras cilíndricas sueltas dispuestas a lo largo del eje, en su interior cuenta con barras cilíndricas sueltas dispuestas a lo largo del eje, de longitud aproximadamente igual a la del cuerpo del molino. Éste gira gracias de longitud aproximadamente igual a la del cuerpo del molino. Éste gira gracias a que posee una corona, la cual está acoplada a un piñón que se acciona por a que posee una corona, la cual está acoplada a un piñón que se acciona por un motor generalmente eléctrico.
un motor generalmente eléctrico.
Las barras se elevan, rodando por las paredes del cilindro hasta una cierta Las barras se elevan, rodando por las paredes del cilindro hasta una cierta altura, y luego caen efectuando un movimiento que se denomina
altura, y luego caen efectuando un movimiento que se denomina “de cascada”.“de cascada”. La rotura del material que se encuentra en el interior del cuerpo del cilindro y en La rotura del material que se encuentra en el interior del cuerpo del cilindro y en contacto con las barras, se produce por frotamiento (entre barras y superficie contacto con las barras, se produce por frotamiento (entre barras y superficie del cilindro, o entre barras), y por percusión (consecuencia de la caída de las del cilindro, o entre barras), y por percusión (consecuencia de la caída de las barras desde cierta altura).
barras desde cierta altura).
El material ingresa por el eje en un extremo del cilindro, y sale por el otro El material ingresa por el eje en un extremo del cilindro, y sale por el otro extremo o por el medio del cilindro, según las distintas formas de descarga: por extremo o por el medio del cilindro, según las distintas formas de descarga: por
rebalse (se emplea en molienda húmeda), periférica central, y periférica final rebalse (se emplea en molienda húmeda), periférica central, y periférica final (ambas se emplean tanto en molienda húmeda como en seca).
(ambas se emplean tanto en molienda húmeda como en seca).
El cuerpo cilíndrico se construye con chapas de acero curvadas y unidas entre El cuerpo cilíndrico se construye con chapas de acero curvadas y unidas entre sí por soldadura eléctrica. La cabeza o fondo del cilindro se construye en acero sí por soldadura eléctrica. La cabeza o fondo del cilindro se construye en acero moldeado o fundición, y es de forma ligeramente abombada o cónica. moldeado o fundición, y es de forma ligeramente abombada o cónica. Habitualmente los ejes o muñones están fundidos con la cabeza pero también Habitualmente los ejes o muñones están fundidos con la cabeza pero también pueden estar ensamblados con bridas atornilladas.
pueden estar ensamblados con bridas atornilladas.
Los muñones apoyan sobre cojinetes, uno en cada extremo. La parte cilíndrica, Los muñones apoyan sobre cojinetes, uno en cada extremo. La parte cilíndrica, los fondos y la cámara de molienda, están revestidos interiormente por placas los fondos y la cámara de molienda, están revestidos interiormente por placas atornilladas de acero al manganeso o al cromo-molibdeno. Las caras internas atornilladas de acero al manganeso o al cromo-molibdeno. Las caras internas del molino consisten de revestimientos renovables que deben soportar impacto, del molino consisten de revestimientos renovables que deben soportar impacto, ser resistentes a la abrasión y promover el movimiento más favorable de la ser resistentes a la abrasión y promover el movimiento más favorable de la carga.
carga.
Las barras generalmente, son de acero al carbono y su desgaste es alrededor Las barras generalmente, son de acero al carbono y su desgaste es alrededor de cinco veces mayor al de los revestimientos, en las mismas condiciones de de cinco veces mayor al de los revestimientos, en las mismas condiciones de trabajo.
3.4.4.
3.4.4.
Molino de bolas
Molino de bolas
El molino de Bolas, análogamente al de Barras, está formado por un cuerpo El molino de Bolas, análogamente al de Barras, está formado por un cuerpo cilíndrico de eje horizontal, que en su interior tiene bolas libres. El cuerpo gira cilíndrico de eje horizontal, que en su interior tiene bolas libres. El cuerpo gira merced al accionamiento de un motor, el cual mueve un piñón que engrana con merced al accionamiento de un motor, el cual mueve un piñón que engrana con una corona que tiene el cuerpo cilíndrico.
una corona que tiene el cuerpo cilíndrico.
Las bolas se mueven haciendo el efecto “de cascada”, rompiendo el material Las bolas se mueven haciendo el efecto “de cascada”, rompiendo el material que se encuentra en la cámara de molienda mediante fricción y percusión. El que se encuentra en la cámara de molienda mediante fricción y percusión. El material a moler ingresa por un extremo y sale por el opuesto. Existen tres material a moler ingresa por un extremo y sale por el opuesto. Existen tres formas de descarga: por rebalse (se utiliza para molienda húmeda), por formas de descarga: por rebalse (se utiliza para molienda húmeda), por diafragma, y por compartimentado (ambas se utilizan para molienda húmeda y diafragma, y por compartimentado (ambas se utilizan para molienda húmeda y seca).
La molienda sobreviene por dos causas; La molienda sobreviene por dos causas; 1. por
1. por percusión, percusión, las esferas al rotar se despegan y caen sobre el material. las esferas al rotar se despegan y caen sobre el material. 2. por
2. por rozamientorozamiento entre las bolas. Con pequeña carga es mayor el efecto de laentre las bolas. Con pequeña carga es mayor el efecto de la percusión y el rozamiento para una carga completa, así, para materiales duros percusión y el rozamiento para una carga completa, así, para materiales duros es conveniente que prevalezca la percusión y para materiales
es conveniente que prevalezca la percusión y para materiales friablesfriables el deel de abrasión.
abrasión.
Partes del molino de bolas Partes del molino de bolas
Velocidad de rotación del cilindro Velocidad de rotación del cilindro
Ventajas Ventajas
Útil Útil para para productos productos oxidables oxidables o o explosivosexplosivos
Pulverización Pulverización húmedahúmeda
Pulverizar Pulverizar materiales materiales estérilesestériles
Inconvenientes Inconvenientes
Larga Larga duración duración del del procesoproceso
3.4.5.
3.4.5.
Molino de martillo
Molino de martillo
Estos molinos que sirven para pulverizar y desintegrar funcionan a altas Estos molinos que sirven para pulverizar y desintegrar funcionan a altas velocidades. El eje del rotor esta en forma horizontal, este sostiene a os velocidades. El eje del rotor esta en forma horizontal, este sostiene a os martillos llamados a veces agitadores, y pueden ser elementos en forma de T, martillos llamados a veces agitadores, y pueden ser elementos en forma de T, barras, estribos, o anillos fijos o pivotados al eje o a los discos fijos que van barras, estribos, o anillos fijos o pivotados al eje o a los discos fijos que van sobre el eje. El rotor funciona dentro de un recipiente que contiene placas o sobre el eje. El rotor funciona dentro de un recipiente que contiene placas o revestimientos de molienda. La acción de la molienda resulta de los impactos revestimientos de molienda. La acción de la molienda resulta de los impactos y la fricción entre los grumos o partículas del material alimentado, la cubierta y y la fricción entre los grumos o partículas del material alimentado, la cubierta y los elementos de molienda. La finura del producto se regula cambiando la los elementos de molienda. La finura del producto se regula cambiando la velocidad del rotor, la velocidad de alimentación o la abertura entre los velocidad del rotor, la velocidad de alimentación o la abertura entre los martillos y la placa de molienda, así como cambiando la cantidad y el tipo de martillos y la placa de molienda, así como cambiando la cantidad y el tipo de martillos utiliz
martillos utilizados ados y el tamaño y el tamaño de las aberturas de las aberturas de desgaste.de desgaste.
La descarga por criba o rejilla de un molino de martillos sirve como clasificador La descarga por criba o rejilla de un molino de martillos sirve como clasificador
Partes de un molino de martillos Partes de un molino de martillos
3.4.6.
3.4.6.
Molino de Compartimientos Múltiples
Molino de Compartimientos Múltiples
Existen molinos de
Existen molinos de dos compartimentos que dos compartimentos que tienen características equivalentes tienen características equivalentes aa los descriptos
los descriptos en los en los puntos 3.4.4 puntos 3.4.4 y y 3.4.3 3.4.3 Constan de Constan de dos compartimentosdos compartimentos separados en el interior cilindro del
separados en el interior cilindro del molino. molino. Éstos pueden contener barras y Éstos pueden contener barras y bolas,bolas, o bolas grandes y pequeñas.
o bolas grandes y pequeñas.
Estos tipos de molinos se utilizan para hacer en un mismo aparato la molienda Estos tipos de molinos se utilizan para hacer en un mismo aparato la molienda gruesa y la fina.
gruesa y la fina.
La relación longitud/diámetro se encuentra acotada entre 3/1 y 5/1, los diámetros La relación longitud/diámetro se encuentra acotada entre 3/1 y 5/1, los diámetros mayores oscilan entre 1,2 y 4,5 metros y las longitudes entre 6 y 14 metros.
Se han utilizado en la industria del cemento y resultan también adecuados para Se han utilizado en la industria del cemento y resultan también adecuados para tratar grandes volúmenes de materiales duros y abrasivos.
tratar grandes volúmenes de materiales duros y abrasivos.
3.4.7.
3.4.7.
Molino Doppel
Molino Doppel
––Rotator O Double
Rotator O Double
Rotator
Rotator
El molino Doppel-rotator es una instalación conformada principalmente por El molino Doppel-rotator es una instalación conformada principalmente por un molino de doble cámara con descarga periférica central, que en los un molino de doble cámara con descarga periférica central, que en los últimos años está tomando un gran impulso, debido a su uso en la Industria últimos años está tomando un gran impulso, debido a su uso en la Industria del Cemento para la molienda del crudo, además de su uso muy difundido del Cemento para la molienda del crudo, además de su uso muy difundido en la industria del oro, cuyo proceso de molienda en seco se llama “asado”. en la industria del oro, cuyo proceso de molienda en seco se llama “asado”. Sus principales ventajas son su extraordinario bajo consumo específico de Sus principales ventajas son su extraordinario bajo consumo específico de energía respecto a otros molinos y la posibilidad del uso de gas caliente de energía respecto a otros molinos y la posibilidad del uso de gas caliente de recirculación para el secado del material.
recirculación para el secado del material.
Cabe recordar que el crudo en la industria del cemento está conformado en Cabe recordar que el crudo en la industria del cemento está conformado en
Descripción del Funcionamiento Descripción del Funcionamiento
El Doppel-Rotator es principalmente una combinación del molino de barrido El Doppel-Rotator es principalmente una combinación del molino de barrido por aire y del molino de dos compartimentos. Posee un compartimiento de por aire y del molino de dos compartimentos. Posee un compartimiento de secado delante del compartimento de molido para ayudar a reducir el secado delante del compartimento de molido para ayudar a reducir el contenido de agua en el mineral.
contenido de agua en el mineral. a)
a) Alimentación y Alimentación y secado del secado del materialmaterial
El crudo es alimentado al recinto del secado del molino mediante equipos El crudo es alimentado al recinto del secado del molino mediante equipos dosificadores, a través del muñón del cojinete collar, donde unas chapas dosificadores, a través del muñón del cojinete collar, donde unas chapas dispersoras lanzan el material hacia la corriente de gas.
dispersoras lanzan el material hacia la corriente de gas. Al
Al atravesar atravesar la la cámara cámara de de secado secado pueden pueden eliminarse eliminarse del del materialmaterial humedades de hasta un 7% utilizándose gases de escape con humedades de hasta un 7% utilizándose gases de escape con temperaturas de 320°C, y humedades de hasta un 14% cuando se utilizan temperaturas de 320°C, y humedades de hasta un 14% cuando se utilizan gases calientes de hasta 800°C.
gases calientes de hasta 800°C.
En el caso de que el tamaño de grano sea grande, de modo que dificulte el En el caso de que el tamaño de grano sea grande, de modo que dificulte el secado
secado o qo que los ue los granos tgranos tengan elevada engan elevada humedad, puede humedad, puede conectarseconectarse delante del molino un secador vertical (o de tambor) o una trituradora delante del molino un secador vertical (o de tambor) o una trituradora calentada.
calentada.
b) Molienda, separación de gruesos y finos, y recirculación de gruesos b) Molienda, separación de gruesos y finos, y recirculación de gruesos Después de su secado, el material es llevado por medio del tabique Después de su secado, el material es llevado por medio del tabique elevador a la parte de molienda gruesa del molino.
elevador a la parte de molienda gruesa del molino.
La molienda gruesa se efectúa en la cámara correspondiente, y luego el La molienda gruesa se efectúa en la cámara correspondiente, y luego el material abandona el molino por el dispositivo de salida central y pasa a material abandona el molino por el dispositivo de salida central y pasa a través de aerodeslizadores y de un elevador de cangilones al separador, través de aerodeslizadores y de un elevador de cangilones al separador, donde es clasificado en gruesos y finos.
Los finos salen directamente después de la separación, al proceso que Los finos salen directamente después de la separación, al proceso que sigue en la Planta.
sigue en la Planta.
Los gruesos vuelven a clasificarse en dos tamaños. Los de tamaño inferior Los gruesos vuelven a clasificarse en dos tamaños. Los de tamaño inferior pasan a la cámara refino del molino y solo una pequeña parte (tamaño pasan a la cámara refino del molino y solo una pequeña parte (tamaño superior) vuelve a la cámara de molienda gruesa.
superior) vuelve a la cámara de molienda gruesa.
El material que se muele en la cámara de refino sale nuevamente por el El material que se muele en la cámara de refino sale nuevamente por el dispositivo central y pasa nuevamente a través de aerodeslizadores y del dispositivo central y pasa nuevamente a través de aerodeslizadores y del elevador de cangilones y llega al separador.
elevador de cangilones y llega al separador. El
El ciclo de molienda y ciclo de molienda y reflujo de los granos gruesos continúa hasta que reflujo de los granos gruesos continúa hasta que loslos mismos alcanzan la granulometría adecuada.
mismos alcanzan la granulometría adecuada. c) Salida de gases y separación de polvos c) Salida de gases y separación de polvos
Los gases calientes, así como el aire necesario para la ventilación de la Los gases calientes, así como el aire necesario para la ventilación de la cámara de molienda, son extraídos del molino a través del dispositivo de cámara de molienda, son extraídos del molino a través del dispositivo de salida central.
salida central.
Pasan a través de un separador de cono donde se separan los gruesos, Pasan a través de un separador de cono donde se separan los gruesos, que vuelven al molino y los finos que son arrastrados por la corriente de gas que vuelven al molino y los finos que son arrastrados por la corriente de gas hacia el filtro colector.
hacia el filtro colector.
El desempolvado de los gases se realiza en la instalación de filtros. El desempolvado de los gases se realiza en la instalación de filtros.
En algunas plantas, se complementa el sistema de desempolvado de gases En algunas plantas, se complementa el sistema de desempolvado de gases con la adición de una cantidad de ciclones en serie previo al pasaje por el con la adición de una cantidad de ciclones en serie previo al pasaje por el filtro colector.
4.
4.
CONCLUSIONES:
CONCLUSIONES:
Se Se concluyó concluyó que que la la operación operación unitaria unitaria de de desintegración desintegración no no consisteconsiste
solamente en
solamente en obtener “pequeños trozos a partir de los grandes”obtener “pequeños trozos a partir de los grandes”, sino que, sino que también persigue la consecución de un producto que posea un determinado también persigue la consecución de un producto que posea un determinado tamaño granular, comprendido entre límites preestablecidos.
tamaño granular, comprendido entre límites preestablecidos.
Se logró Se logró conocer las conocer las leyes de leyes de desintegración mecánica, ldesintegración mecánica, la ley a ley de ritde rittinger,tinger,
bond, kick, que nos ayudan a determinar la potencia requerida para la bond, kick, que nos ayudan a determinar la potencia requerida para la reducción de diferentes materiales.
reducción de diferentes materiales.
Se conocieron los Se conocieron los equipos usados en lequipos usados en la trituración y a trituración y molienda, sumolienda, su
aplicación, funcionamiento y diagramas, las ventajas y desventajas de estos aplicación, funcionamiento y diagramas, las ventajas y desventajas de estos equipos.
5.
5.
BIBLIOGRAFIA:
BIBLIOGRAFIA:
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Perry, Robert H, Perry, Robert H, manual manual del ingenidel ingeniero quimicero quimico tomo o tomo II II sexta ediciónsexta edición
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“Tecnología de los Aparatos de Fragmentación y de Clasificación“Tecnología de los Aparatos de Fragmentación y de Clasificación
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