Trituradoras Giratorias Explicadas

El proceso de reducción de mineral extraído para su procesamiento se conoce como ‘conminución’, que se define como ‘la acción de reducir un material, especialmente un mineral, a partículas diminutas o fragmentos’; esto se logra normalmente en operaciones mineras a través de una o más etapas de trituración y molienda.

Las primeras actividades mineras eran intensivas en mano de obra. La descomposición del mineral se realizaba mediante un pico de minero, mazo o broca. Hasta mediados del siglo XIX, la mayor parte de la trituración y dimensionamiento inicial del mineral se realizaba localmente a mano. Posteriormente, las operaciones se asistieron con martillos de percusión accionados por agua (revolución industrial temprana a media). Las primeras trituradoras conocidas eran piedras de mano, donde el peso de la piedra aumentaba la fuerza que un minero podía aplicar al golpear contra un yunque de piedra. Los pequeños volúmenes de roca y agregado producidos se cargaban típicamente en sacos para su transporte por carretera.

Las Herramientas Mineras Originales

Explosivos (pólvora, etc.) se introdujeron en la minería comercial durante la revolución industrial; el uso de explosivos para la minería se denomina ‘voladura’. La voladura se generalizó para la minería a granel a mediados del siglo XIX, seguida más tarde por las palas de vapor. Por primera vez, nuevas técnicas y máquinas mineras comenzaron a producir trozos cada vez más grandes de materiales liberados.

El rápido crecimiento de la demanda en el último siglo ha requerido un aumento considerable de las toneladas de producción, independientemente de los tipos de mineral que se extraigan. Para atender este aumento de la demanda, se desarrollaron diversas tecnologías de trituración y rotura para permitir el transporte eficiente de materiales a granel (a través de transportadores, etc.) desde la mina hasta la planta de procesamiento.

Hoy en día, la mayoría de las operaciones de minería y cantera utilizan trituradoras como parte del proceso inicial de beneficio del mineral después de que el lecho de mineral ha sido liberado por voladura u otras técnicas. Las excepciones incluyen la minería de materiales muy sueltos como las arenas minerales, donde a menudo no se necesita esta etapa de trituración. De manera similar, muchas plantas de beneficio/lavado de carbón y lignito utilizan otras tecnologías como los rompedores Bradford y los dimensionadores de minerales. Pero para la minería de roca dura, el uso de trituradoras giratorias, trituradoras de cono, y/o trituradoras de mandíbula, es el punto de partida para el procesamiento del mineral.

Trituradora Giratoria

¿Disfrutando de este artículo? ¡Entonces asegúrate de revisar nuestros Cursos de Video de Ingeniería! Cada curso tiene un cuestionario, un manual, y recibirás un certificado cuando termines el curso. ¡Disfruta!

Propósito de las Trituradoras

Una trituradora es una máquina diseñada para reducir el tamaño de Run of Mine (ROM) grandes rocas a rocas más pequeñas, grava, arena o polvo de roca; esto es esencial para el transporte eficiente del mineral a través de transportadores, etc. La trituración es la primera de muchas etapas que conducen a la separación del mineral del material de desecho (ganga). El material de desecho puede ser descartado o reciclado permitiendo que el flujo rico en mineral sea procesado más a fondo en la planta principal.

Se pueden emplear varios tipos de trituradoras y separadores de minerales dependiendo del rendimiento, dureza y propiedades del mineral que se esté procesando. En todos los casos, la etapa de trituración se logra esencialmente transfiriendo una fuerza mecánicamente amplificada (a través de ventaja mecánica) a un material, para romper los enlaces que mantienen el material unido.

La trituración se logra pasando el mineral entre dos superficies sólidas, luego aplicando suficiente fuerza para juntar las superficies de modo que las moléculas del material tratado se separen (se fracturen) o cambien de alineación en relación con (deformen) entre sí.

Las trituradoras se clasifican comúnmente por el grado en que fragmentan el material inicial, con trituradoras primarias y secundarias manejando materiales gruesos, y trituradoras terciarias y cuaternarias reduciendo las partículas de mineral a gradaciones más finas. Cada trituradora está diseñada para trabajar con un cierto tamaño máximo de material en bruto, y a menudo entrega su salida a una máquina de cribado (cribadora), que clasifica y dirige el producto para un procesamiento posterior. En muchos casos, las etapas iniciales de trituración son seguidas por etapas de molienda adicionales usando, por ejemplo, molinos de bolas, etc.

Tipos de Trituradoras

• Trituradoras Giratorias
• Trituradoras de Mandíbula
• Trituradoras de Cono

Típicamente, la etapa inicial de trituración se completa utilizando ya sea trituradoras giratorias o trituradoras de mandíbula. A menudo es el caso de que solo habrá una trituradora instalada, y esta se denominará ‘Trituradora Primaria’. Las trituradoras de cono se utilizan típicamente para los pasos de trituración de 2^o, 3^o y 4^o (aunque no siempre).

Componentes de la Trituradora Giratoria

Las trituradoras giratorias fueron inventadas por Charles Brown en 1877 y desarrolladas por Gates en 1881 (comúnmente se les llamaba ‘trituradoras de Gates’ en los primeros años).

Una trituradora primaria está diseñada para recibir rocas de mina (ROM) directamente de las minas. Las trituradoras giratorias típicamente trituran para reducir el tamaño del agregado a un máximo de aproximadamente una décima parte de su tamaño original. Las trituradoras giratorias siempre se instalan orientadas verticalmente.

El tamaño de una trituradora giratoria se clasifica por:

• Su abertura y diámetro del manto.
• El diámetro de la abertura de recepción.

Componentes de la Trituradora Giratoria

• Ensamblaje de Araña y Buje
• Ensamblajes de Caparazón Superior e Inferior
• Eje Principal
• Manto y Cóncavas
• Accionamiento Excéntrico y Buje
• Ensamblaje de Piñón y Contraeje
• Ensamblaje Hydroset (Soporte Hidráulico)

Cómo Funcionan las Trituradoras Giratorias

El mineral ROM de la mina se transfiere típicamente por camiones de acarreo que descargan en una tolva de alimentación en el nivel superior; el mineral triturado se descarga luego del ensamblaje del caparazón inferior. En algunos casos, se puede usar un alimentador de rejilla, y el mineral de tamaño inferior puede ser cribado para evitar la trituradora (transferido directamente al transportador de salida). Normalmente también hay un rompe rocas hidráulico para reducir los grandes bloques recibidos de la mina.

Camiones de Acarreo Entregan Mineral ROM a Tolvas de Trituradoras

Ensamblaje de Araña (Alojamiento del Cojinete del Eje Superior)

La brecha entre el eje principal y las cóncavas se reduce de arriba a abajo del ensamblaje de la trituradora. La cóncava superior está revestida con acero endurecido y el eje principal está equipado con un revestimiento de manto (funda) de material igualmente endurecido.

Los revestimientos son los principales componentes de desgaste de una trituradora. Los revestimientos se desgastan con el tiempo y protegen el caparazón y el eje principal de daños. La estrategia de mantenimiento para una trituradora giratoria estará en gran medida influenciada por la tasa de desgaste de los revestimientos, que se puede monitorear manualmente (mediciones de espesor) o utilizando herramientas adecuadas de monitoreo de condición, por ejemplo, escaneo láser. Los revestimientos y el manto se reemplazan a intervalos programados o basados en las tasas de desgaste registradas.

El sistema ‘hydro set’ es un mecanismo hidráulico que permite que la posición vertical del eje principal (y el manto) se eleve y baje. Cambiar la posición del manto cambia el ajuste de la brecha en la salida de la trituradora y, en consecuencia, el tamaño de la salida triturada. La altura del manto a menudo se ajusta automáticamente en función del par producido, y tiene un mecanismo de liberación que permite que el manto caiga si se excede la carga de trabajo normal; esta es una característica de protección contra sobrecarga.

El cojinete del eje superior está encerrado dentro del buje de araña central. Este arreglo permite una ligera oscilación del eje superior y un movimiento vertical limitado producido por el hydro set. El cojinete de araña normalmente se lubrica con grasa (manual o automática).

Operación de la Trituradora Giratoria

La acción de trituración se produce por la oscilación o ‘lanzamiento’ (apertura y cierre) de la brecha entre el revestimiento del manto móvil, montado en el eje vertical central (husillo), y los revestimientos cóncavos fijos montados en el armazón principal (caparazón superior) de la trituradora. El manto y las cóncavas forman las superficies de trabajo de la trituradora, produciendo la fuerza necesaria para triturar el mineral.

El movimiento excéntrico se logra mediante el buje excéntrico inferior y el arreglo de accionamiento en la parte inferior del eje principal. El contraeje de accionamiento del piñón de entrada está soportado por cojinetes de piñón y es impulsado por un motor eléctrico. Un caja de engranajes externa o un arreglo de transmisión por correa reduce la velocidad del motor a aproximadamente 100-200 RPM en la trituradora. En algunos casos, también se puede usar un sistema de embrague para absorber los choques. El piñón en el contraeje engrana y gira el accionamiento del engranaje excéntrico o engranaje corona.

Engranaje Corona

La superficie interior del buje excéntrico está mecanizada fuera del centro del eje central de la trituradora. A medida que el buje excéntrico gira, el eje inferior oscila en una órbita elíptica alrededor de la línea central de la trituradora. Esta acción hace que la brecha entre el manto y los revestimientos cóncavos se abra y cierre en cada rotación del eje. En el extremo superior del manto, este movimiento es muy pequeño, pero a medida que el mineral cae más abajo, el lanzamiento aumenta y la fuerza de trituración también aumenta correspondientemente.

Trayectoria de Viaje del Manto de la Trituradora Giratoria

El mineral triturado cae al ensamblaje del caparazón inferior y se descarga en el sistema de transporte de mineral triturado para su procesamiento posterior. La carcasa inferior también alberga un sistema de lubricación forzada y hidráulico, que es crítico para el arreglo de accionamiento y el mecanismo hydro set.

El procesamiento posterior puede involucrar etapas adicionales de trituración (secundaria, terciaria, cuaternaria, etc.), molienda y otros pasos de beneficio para adaptarse al mineral que se está procesando. Vale la pena señalar que a menudo habrá solo una trituradora primaria en muchas operaciones mineras. Como tal, la trituradora primaria es una máquina crítica y un importante cuello de botella para muchos sitios mineros, con pocas o ninguna oportunidad de bypass.