En los sectores de la industria minera, la construcción y el reciclaje, las materias primas suelen proceder de formas masivas y pesadas: las rocas. La metamorfosis de la masa geológica indómita es un paso fundamental, aunque inicial, necesario para transformar estas materias primas en agregados utilizables, minerales refinados o incluso residuos que requieren un tratamiento posterior.
Una potente máquina de la revolución industrial diseñada para descomponer grandes piedras en rocas más pequeñas se llama trituradora de rocas, y es la responsable de las fases iniciales de este proceso.
Revisar y analizar la mecánica de trituración de rocas es el primer paso en el proceso de toma de decisiones, a diferencia de lo que la gente percibe como teórico. Le permitirá elegir el equipo adecuado para una tarea específica e inspeccionar la eficiencia, el coste y el valor del producto final que se ven afectados de forma dominante por tales decisiones. En este artículo, detallaré el funcionamiento de una trituradora de rocas y le capacitaré para tomar la decisión guiada por principios de seleccionar la máquina adecuada.
¿Qué son las trituradoras de roca? Qué son y por qué son importantes
Esencialmente, una trituradora de piedra es un equipo industrial que reduce mecánicamente el tamaño de grandes rocas y otros materiales. Cuando se tritura piedra, mineral o cemento, se convierte en un material fino formado por trozos diminutos, que pueden ser arena, grava u otros tamaños a medida necesarios para trabajos industriales o de construcción.
Desde la preparación del mineral en la minería hasta la recuperación de hormigón y asfalto en el reciclaje, las trituradoras de piedra son muy útiles en diversos campos. En la construcción, las trituradoras de piedra descomponen grandes trozos de piedra para crear áridos de construcción para el hormigón.
Los materiales fragmentados son más baratos de transportar, por lo que una reducción de tamaño eficaz aumenta los beneficios y optimiza los procesos posteriores. También ofrecen una gama de materiales de alimentación iniciales con los que tratar y unas características de salida únicas, cuando la mayoría trata con material grueso.
He aquí un resumen de algunos tipos comunes y lo que suelen procesar:
| Tipo de trituradora | Método de trituración primaria | Tamaño típico del material de alimentación (aprox.) | Rango de dureza del material (escala Mohs aprox.) | Materiales comunes procesados | Etapas adecuadas |
|---|---|---|---|---|---|
| Trituradora de mandíbulas | Compresión | Hasta 1500 mm (alimentación primaria) | 5 - 8 (Muy duro a duro y abrasivo) | Granito, basalto, mineral duro, hormigón, asfalto | Principal |
| Trituradora giratoria | Compresión | Hasta >1500 mm (alimentación primaria grande) | 5 - 8 (Muy duro a duro y abrasivo) | Mineral de minería de alta capacidad, roca dura | Principal |
| Trituradora de cono | Compresión | 50 mm - 400 mm (salida del primario) | 5 - 8 (Duro a medio duro y abrasivo) | Granito, basalto, mineral, grava | Secundaria, Terciaria |
| Trituradora de impacto (HSI) | Impacto | Hasta 500 mm (alimentación secundaria/terciaria) | 3 - 5 (Medio duro a blando, menos abrasivo) | Piedra caliza, hormigón, asfalto, roca blanda | Secundaria, Terciaria |
| Trituradora de impacto (VSI) | Impacto / Desgaste | 0 mm - 80 mm (Salida del secundario/terciario) | 5 - 8 (Duro a medio duro y abrasivo) | Arena manufacturada, árido fino, roca abrasiva moldeable | Terciario, Cuaternario |
| Trituradora de rodillos | Compresión / Cizallamiento | 0 mm - 150 mm | 2 - 4 (blando a semiduro, friable) | Carbón, fosfato, arcilla, minerales friables | Secundaria, Terciaria |
Cómo se rompen las rocas: Los métodos básicos
Con una fuerza suficiente, las trituradoras mecánicas son capaces de romper rocas. El proceso debe tener en cuenta diferentes principios mecánicos que logren este objetivo fijado:
● Compresión: Las rocas pueden comprimirse entre superficies sólidas. Al reducir el espacio entre dos placas paralelas que contienen las rocas, las partículas de roca sufren un aumento de presión hasta que sus enlaces internos se rompen y fracturan el material. Es como meter una nuez en un cascanueces: la cáscara (la roca) se rompe por la fuerza de compresión. Esta fuerza de compresión hace que las moléculas de la roca se separen o cambien de alineación.
● Impacto: Con este método, las rocas se rompen asestando un fuerte golpe o una serie de golpes a gran velocidad para lograr resultados favorables. Durante esta parte del procedimiento, la roca se rompe como el cristal a lo largo de los puntos débiles y las fracturas existentes. Se puede visualizar cómo se aplasta una piedra pequeña con un martillo. La piedra se romperá en pedazos con el impacto. En la antigüedad, los martillos de impacto eran un método muy innovador que marcaba la pauta en la aplicación del impacto.
● Cizallamiento / Atrición: Esto ocurre cuando se aplican fuerzas paralelas a la superficie, lo que hace que los materiales de las capas se deslicen y posteriormente se rompan, o cuando las rocas rozan entre sí o contra algunas superficies dentro de las piezas de desgaste de la trituradora. Este método funciona especialmente bien para producir materiales más finos y mejorar la forma de las partículas.
● Rectificado: Más típico de los molinos, que se emplean como equipo auxiliar tras la trituración, el triturado se describe como la reducción de tamaño causada por la acción de frotamiento y abrasión que convierte el material en polvo de roca o polvo muy fino. Algunas trituradoras recurren a la atrición, que es una forma de acción de trituración sobre las partículas gruesas.
Hay varias clasificaciones de trituradoras basadas en su forma de trabajar para transformar la energía que en su mayoría se centran en uno o más de los principios anteriores para reducir el tamaño.
Compresión de rocas: La acción de las mandíbulas y los conos
La compresión es quizás el método más intuitivo de trituración de rocas, y es la fuerza primaria empleada por dos de los tipos de trituradoras más comunes: la trituradora de mandíbulas y la trituradora de cono.
Trituradora de mandíbulas:
Las trituradoras de mandíbulas incorporan una mandíbula fija y otra móvil (mandíbula oscilante) para crear una cámara de trituración en forma de V. Esta región de alimentación fija aloja la roca entrante de gran tamaño. Esta región de alimentación fija aloja la roca entrante de gran tamaño. La mandíbula oscilante, móvil o ondulante, que funciona mediante un sistema de placa basculante y eje excéntrico, comprime la roca que se añade a la parte superior de la cámara. A menudo revestidas con piezas de acero al manganeso resistentes al desgaste, las mandíbulas, sin embargo, se desgastan. Las trituradoras de mandíbulas se basan en el movimiento alternativo de la mandíbula móvil. Durante cada ciclo de la mandíbula, las rocas se compactan hasta convertirse en fragmentos más pequeños que pueden descender para ser comprimidos aún más en otra cámara cónica por el movimiento de la mandíbula oscilante. El movimiento de compresión de la mandíbula oscilante se repetirá hasta que el material esté suficientemente pulverizado para ser descargado a través de la abertura de salida variable controlada en la parte inferior de las mandíbulas, establecida por el ajuste del lado cerrado (CSS). Una de las trituradoras de mandíbulas de Blake, diseñada y patentada por Eli Whitney Blake, muestra este principio con su punto de pivote superior que produce una trituración de acción "en picado" centrada en el vértice, a diferencia de la acción "en ascenso" centrífuga del pivote inferior de Dodge.
Trituradora de cono:
Utilizadas normalmente en las fases secundaria y terciaria de la trituración, las trituradoras de cono también realizan tareas mediante compresión, aunque de forma más refinada y continua. Se componen de un manto cónico (la parte móvil de trituración) y un revestimiento de superficie cóncava (la parte que permanece estacionaria). La parte estacionaria que rodea el cono, también llamada cuba, sostiene un eje central. Un eje excéntrico acciona el manto que hace girar simultáneamente el eje, provocando que éste tenga una separación cambiante constante con la cuba, ya que la separación se desplaza y se mueve con la rotación del eje. Inicialmente, el material se introduce por la abertura superior del cuerpo del bastidor y se arrastra hacia el espacio entre la cuba y el manto, donde se tritura. Se permite que el material caiga más abajo cuando el manto se aleja, pero en esta etapa no se puede vaciar la cámara. Mediante compresión y flujo cíclicos, los materiales son empujados hacia arriba a través de la abertura inferior hasta que están lo suficientemente finamente molidos como para ser útiles. El cono es algo así como un mortero mecanizado, que muele continuamente y consigue con eficacia una producción menor que la obtenida tradicionalmente con las trituradoras de mandíbulas.
Rompiendo rocas: Cómo rompen las trituradoras de impacto
Las trituradoras de impacto son un método completamente diferente en la clasificación por tamaños, ya que utilizan el impacto a alta velocidad en lugar de la compresión constante. Los materiales menos abrasivos, como la piedra caliza o los áridos que deben ser cúbicos, se procesan mejor con compresión por impacto. Las impactadoras de eje horizontal (HSI) y las de eje vertical (VSI) son los dos tipos principales.
HSI:
En las impactadoras de eje horizontal (HSI), un rotor con barras de impacto o martillos se sujeta a su borde. El rotor gira rápidamente, y el material inicial colocado en la cámara de trituración es golpeado por estas barras con una fuerte acción rotatoria, que envía el material a toda velocidad hacia las placas o delantales de impacto situados alrededor de las paredes de la cámara. La roca se romperá en las placas y también al producirse la reducción asociada posterior cuando el material triturado se reencuentra con el rotor u otras partículas. Es como si unos puños muy potentes atacaran la roca entrante. Las distancias entre las barras de impacto y las placas de impacto, que determinan el tamaño de salida, suelen ser ajustables.
VSI:
Aunque las impactadoras de eje vertical (VSI) utilizan el impacto, funcionan según un principio diferente. El material alimentado se introduce en el centro de un rotor de alta velocidad que lo acelera hacia el exterior en dirección a unas zapatas o puntas resistentes al desgaste. El material es expulsado del rotor a una velocidad abrasadora. En la cámara de trituración circundante se produce el impacto de un lecho rocoso estacionario (trituración piedra sobre piedra, lo que significa que se tritura roca nueva contra material previamente triturado) o yunques resistentes al desgaste (trituración piedra sobre acero). Debido a la inmensa velocidad del impacto, la roca está destinada a romperse, especialmente a lo largo de los puntos de tensión naturales. Las VSI giran con una acción centrífuga que es algo así como una centrifugadora que lanza el material hacia fuera. Este método es excelente para obtener productos cúbicos y suele ejecutarse en las etapas terciaria o cuaternaria, o para la fabricación de arena.
Más allá del impacto: Otras formas en que las máquinas trituran la piedra
Aunque la compresión y el impacto son los principios primarios, se emplean otras variaciones o combinaciones n otros tipos de trituradoras para adaptarse a materiales específicos.
Las trituradoras giratorias funcionan según el mismo principio que las trituradoras de cono, con la diferencia significativa de que son mucho más grandes y se utilizan principalmente para la trituración primaria en operaciones a gran escala, encontrándose con frecuencia directamente debajo de las palas mineras. Están equipadas con una cabeza cónica maciza que gira alrededor del eje principal dentro de un revestimiento de superficie cóncava fija. Su robusta construcción permite utilizarlas con materiales gruesos procedentes de minas a cielo abierto; al igual que las palas primarias, procesan tamaños de alimentación enormes.
Las trituradoras de rodillos, ya sean de uno, dos o tres rodillos, logran estos objetivos principalmente mediante el uso de fuerzas de compresión y cizallamiento. El material de partida se introduce en el espacio entre uno o más pares de rodillos cilíndricos contrarrotatorios y se tritura a medida que los rodillos giratorios aplican una presión creciente. Son útiles para triturar materiales como carbón, minerales blandos y algunos minerales de naturaleza quebradiza en los que la generación de finos no es deseable o debe controlarse.
El proceso de trituración paso a paso
Una sola máquina no consigue reducir el tamaño en las operaciones a gran escala. En su lugar, la reducción de tamaño tiene lugar en una serie de etapas de trituración. Con este procedimiento de varias etapas, se garantiza la optimización de la eficiencia, un mayor control sobre la diversa gama de tamaños de salida, así como la protección de los equipos posteriores.
● Primaria Aplastamiento: Durante esta primera etapa, la trituración primaria se encarga de manipular el material Run Of Mine (ROM) excavado o volado. El objetivo durante esta etapa es reducir las rocas extremadamente grandes, que suele ser el tamaño máximo de la materia prima, a un tamaño manejable por las trituradoras secundarias. Las trituradoras primarias, como las de mandíbulas o las rotatorias, se encargan de triturar eficazmente el material grueso.
● Secundaria Aplastamiento: En esta fase se procesa el material procedente de la trituradora primaria. La trituración secundaria también utiliza trituradoras más estrechas y de mayor altura, puesto que el material ya ha sido reducido de tamaño. Estas clasificadoras empiezan definiendo el orden preliminar de la gradación de la salida reduciendo aún más el tamaño. Las impactadoras de eje horizontal y las trituradoras de cono se utilizan habitualmente en esta etapa.
● Trituración terciaria: La trituración terciaria es el paso que sigue a la etapa secundaria si lo que se necesita es material finamente triturado o formas específicas de partículas. Las trituradoras terciarias típicas son las trituradoras de cono de cabeza corta y las impactadoras de eje vertical, que utilizan altos niveles de rotación de la centrifugadora de impacto para lanzar simultáneamente el material a altas velocidades.
Las máquinas separadoras están presentes entre cada pre-trituración para clasificar el material que ha sido triturado y ha alcanzado la dimensión preferida para liberar el material de la trituradora y procesos posteriores, mejorando así la eficiencia, reduciendo el desgaste y agilizando el transporte de la operación.
Elegir su trituradora: Por qué es útil la experiencia
Es importante comprender el funcionamiento de las distintas trituradoras de roca, los principios en los que se basan y cómo encajan en los flujos de trabajo multietapa. Pero esta comprensión se convierte en un reto cuando se trata de seleccionar la máquina trituradora adecuada para un proyecto específico.
Hacer la elección correcta implica una cuidadosa evaluación de muchos aspectos: las características de los distintos materiales que piensa triturar (dureza, abrasividad, contenido de humedad, distribución del tamaño de la alimentación), su capacidad de producción prevista, las restricciones del emplazamiento, los gastos de explotación (especialmente los costes de mantenimiento, como la sustitución de piezas de desgaste como el acero al manganeso, y el consumo de energía), el presupuesto y la forma y tamaño de la partícula de salida. Una trituradora de impacto de precisión está abocada al fracaso cuando intenta triturar granito abrasivo, mientras que la piedra caliza es favorable al impacto, lo que en última instancia conduce a su blandura favorable a la compresión. Las trituradoras primarias optimizadas para un rendimiento de alto tonelaje no podrán cortar en cubos finos el árido necesario para la producción de asfalto, que necesita la acción de la VSI y un impacto de precisión que apunte a la forma y las dimensiones a altas velocidades. Otras consideraciones deben incluir el área de descarga variable y su relevancia para el control de la producción y el transporte para los procesos posteriores.
JXSC: Fabricante profesional de trituradoras de roca
Aquí es donde la experiencia de JXSC como fabricante de equipos de procesamiento de minerales aporta valor. No sólo ofrecemos maquinaria; ofrecemos maquinaria con trituradoras de mandíbulas completas, trituradoras de cono, trituradoras de impacto, y todos los demás tipos en este artículo, junto con décadas de experiencia global en proyectos de múltiples materiales y la comprensión del uso práctico. Comprendemos su objetivo de producción y conocemos las características del material de partida para recomendarle una solución de trituración personalizada. Es decir, los tipos apropiados de trituradoras de piedra, el orden más adecuado de las etapas de trituración (si se necesitan trituradoras cuaternarias) y las configuraciones precisas para una eficiencia ideal y la optimización del tamaño final del gránulo, la robustez del transporte y el proceso, y la rentabilidad.
Equipos JXSC www.minejxsc.com es conocida por su alta calidad y fiabilidad. Las máquinas trituradoras cuentan con asesoramiento profesional y apoyo postventa durante todo el proceso, de forma que se cumplen todas las garantías posteriores a la venta, lo que asegura el valor del equipo en relación con el precio pagado. Elegir equipos críticos con una suposición es un mal negocio. Es mejor trabajar con los profesionales que conocen la ciencia que hay detrás de la rotura. Si confía en equipos costosos, confiar en ellos sin haber validado antes su ingeniería de protocolo recientemente como un shock para el sistema, tenga la amabilidad de acudir a expertos en la materia.
Conclusión
Triturar rocas en trozos más pequeños y manejables, ya sea por compresión, impacto, cizallamiento o incluso trituración, es una aplicación cautivadora de la ventaja mecánica y la fuerza mecánica, ya que las trituradoras de mandíbulas, de cono y de impacto especializadas en piedra son capaces de funcionar como trituradoras primarias, secundarias, terciarias e incluso cuaternarias.
Comprender cada tipo de trituradora es crucial.
Seleccionar la trituradora más adecuada no es tarea fácil. Hay que tener en cuenta el material de partida, la granulometría deseada, la capacidad requerida, las condiciones del emplazamiento e incluso el método utilizado para transportar el material más adelante en el proceso.
Aquí es donde JXSC puede ayudar. Con años de experiencia en principios de trituración, piezas de desgaste de acero al manganeso, dinámica de ejes excéntricos y controles de área de descarga variable, nos aseguramos de ofrecer a cada cliente la mejor opción posible adaptada a su proyecto de manipulación de materiales.
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