Título:
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TRITURACION
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Subtítulo
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TRITURADORA DE RODILLOS - III
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Fecha de
realización:
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31/03/2014
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Grupo:
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DISEÑO Y SELECCION DE MAQUINAS
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Tema:
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MAQUINAS MINERAS
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Código:
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DIS-MIN-TRI-04-03
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INDICE
1 TRITURADORA DE RODILLOS.
1.1 TRITURADORAS DE CILINDROS DENTADOS.
1.1.1 VENTAJAS DE LA TRITURADORA DE CILINDROS DENTADOS.
1.1.2 INCONVENIENTES DE LA TRITURADORA DE CILINDROS DENTADOS
1.1.3 DIMENSIONAMIENTO DE UNA TRITURADORA DE CILINDROS DENTADOS.
1.2 TRITURADORAS DE CILINDROS LISOS.
1.2.1 VENTAJAS DE LA TRITURADORA DE CILINDROS LISOS.
1.2.2 INCONVENIENTES DE LA TRITURADORA DE CILINDROS LISOS:
1.2.3 DIMENSIONAMIENTO DE UNA TRITURADORA DE CILINDROS LISOS.
1.3 TRITURADORAS DE CILINDRO UNICO.
1.3.1 DIMENSIONAMIENTO DE UNA TRITURADORA DE CILINDRO UNICO.
1.4 BIBLIOGRAFIA.
ANEXO 1
Fecha
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Autor
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Observaciones
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31/03/2014
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Ing.
Juan C. Miranda Rios
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Documento Base
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Rev.01
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Rev.02
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TRITURACION
1 TRITURADORA DE RODILLOS
1.1 TRITURADORAS DE CILINDROS DENTADOS
Como su nombre indica, están formados por dos
cilindros dentados, donde los dientes podrán ser cuchillas, dientes de tiburón,
picas, estrías, resaltes, etc. El diseño de los dientes se ha desarrollado
mucho con el fin de conseguir una fragmentación regular y una mínima producción
de finos (supertriturados).
Estos trituradores disponen las hileras de
dientes de forma intercalada, actuando de alguna manera como cribas, es así que
los cilindros pueden estar conformados de la siguiente manera:
Una camisa de
acero al manganeso sobre la cual van los dientes, bien fundidos o bien
colocados por sistemas de fijación.
|
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Un conjunto de segmentos
en forma de placa dentadas fijadas alrededor de una alma cilíndrica y
poligonal
|
 |
Un conjunto de
cilindros dentados colocados directamente alrededor del eje del cilindro.
|
 |
Estos equipos se utilizarán en la trituración
de rocas de dureza media a blanda (< 1000-1100 kg/cm2) y poco abrasivas
(< 5-6 % de sílice o pirita libres): caliza, dolomía, caolín, yeso, pizarra
y carbón. La abertura de entrada no debe ser menor que el reglaje de la máquina
anterior y su longitud deber ser 4-5 veces el reglaje.
De
acuerdo a la etapa de trituración se tiene:
Trituración primaria:
Tamaño de la alimentación: 500-600 mm.
Tamaño del producto final: 0-200 mm.
Trituración secundaria:
Tamaño de la alimentación: 0-200 mm.
Tamaño del producto final: 0-40 mm.
Se emplean cilindros dentados en una etapa
secundaria sólo cuando en la etapa anterior también es de cilindros dentados.
Trituración terciaria
Tamaño de la alimentación: 0-40 mm.
Tamaño del producto final: 0-15 mm.
Esta etapa puede llevarse a cabo con cilindros
lisos.
- Máquina robusta, sencilla y de fácil mantenimiento.
- Más económica que la trituradora de mandíbulas.
- Adecuada para el tratamiento de material húmedo y pegadizo.
- Altura limitada.
- Dispositivo de seguridad eficaz.
- Granulometría de salida muy regular. exenta de grandes trozos y de finos.
1.1.2 INCONVENIENTES DE LA TRITURADORA DE CILINDROS DENTADOS
- No son adecuadas para materiales duros y/o abrasivos.
- Relación de reducción limitada 4:1.
- Necesitan una alimentación uniforme a lo largo de la generatriz del cilindro.
1.1.3 DIMENSIONAMIENTO DE UNA TRITURADORA DE CILINDROS DENTADOS
1.2 TRITURADORAS DE CILINDROS LISOS
DIAMETRO
DEL CILINDRO
El diámetro de los cilindros viene dado en
función del tamaño máximo del bloque que hay que triturar (Dmáx.).
Serie Normal
|
Dcilindro = 3 Dmax de la
roca
|
Serie Pesada
|
Dcilindro = (1.5 a 3) Dmax
de la roca
|
REGLAJE
En los trituradores de cilindros dentados, el
reglaje se define como la distancia existente entre la punta de un diente y la concavidad
del cilindro que hay enfrentado a ese diente.
CAPACIDAD
La
capacidad de trituración se la puede calcular a través de la siguiente
expresión:
Donde:
T = Capacidad de la máquina (T/h)
k = Coeficiente que depende del tipo de material:
k
=0.4 para la atrocita
k
= 0.5 para el carbón duro
k
= 0.6 para carbón medio
k
= 0.7 para carbón blando (friable)
d = Dimensión de la malla por la que pasa el
95% del producto triturado (d95) (mm)
L = Longitud de los cilindros (m)
v = Velocidad periférica de los cilindros
(m/s)
POTENCIA
La
potencia aproximada que consume una maquina de trituración por rodillos, puede
ser calculado a través del uso del Índice de Trabajo de Bond para máquinas
trituradoras, la cual estará dado por:
Donde:
W = Consumo
Específico de Energía, Kwh/ton molida.
F80 = Tamaño 80%
pasante en la alimentación, µm.
P80 = Tamaño 80%
pasante en el producto, µm.
Wi = Índice
de Trabajo de Bond, indicador de la Tenacidad del mineral, Kwh/ton. (Valores
teóricos del índice se indican en el anexo 1)
La
potencia total en kW, será determinado por:
Donde:
Pot = Potencia Total
Requerida, kW
Q = Flujo o capacidad
de operación de la trituradora, ton/h
La
potencia útil en el motor estará dado por:
Donde:
Potm = Potencia del motor
h
= Rendimiento del motor
Los trituradores de cilindros lisos tienen la
misma morfología que la estudiada para los trituradores de cilindros dentados,
con la particularidad de que en lugar de montar cilindros dentados, montan cilindros
lisos (ver figura 1).
Figura
1 – Cilindros Lisos
Para una mejor fijación, las camisas de los
cilindros a veces presentan acanaladuras para mejorar la fricción y agarre,
mismas que son desmontables en forma de placas individuales, las cuales forran
al cilindro por medio de sistemas de fijación.
Existen dos formas de alimentar estas
máquinas:
- Una es a tragante lleno, situación que ocurre cuando siempre hay material sobre los dos rodillos; produciéndose compresión y roce entre los granos del mineral. Se va a producir muchos finos y el equipo trabaja a la máxima capacidad.
- Y la otra es en una capa; en esta situación el material se alimenta de forma cuidada (casi en una capa monogramo), trabajando la máquina casi por compresión pura de los granos entre los cilindros produciéndose muy pocos finos, descendiendo sin embargo la capacidad.
Son equipos que actúan como máquinas de
Trituración Secundaria, Terciaria e incluso Molienda (2-3 mm).
Su uso en la industria minera y del árido es
muy escasa, pues han sido desplazados por las trituradoras de impactos y
martillos para minerales blandos o de dureza media y por los conos para
minerales duros y abrasivos. Tienen un campo importante, sin embargo, en la
industria alimentaria y agrícola.
- Máquina robusta, sencilla y de fácil mantenimiento.
- Adecuada para el tratamiento de material húmedo y muy pegadizo (arcilloso).
- Dispositivo de seguridad eficaz.
- Granulometría de salida muy regular exenta de finos, sobre todo si se alimenta a una sola capa y en circuito cerrado.
1.2.2 INCONVENIENTES DE LA TRITURADORA DE CILINDROS LISOS:
- No son adecuadas para materiales duros y/o abrasivos.
- Ángulo de pellizco muy pequeño, por lo que para pequeños aumentos del tamaño de alimentación, aumenta enormemente el diámetro del cilindro.
- Relación de reducción de (6-7):1, trabajando a boca llena, pero con un aumento notable de finos.
- Necesitan una alimentación uniforme a lo largo de la generatriz del cilindro.
1.2.3 DIMENSIONAMIENTO DE UNA TRITURADORA DE CILINDROS LISOS
DIAMETRO
DEL CILINDRO
De acuerdo con el capítulo anterior, el
diámetro de los rodillos mínimo requerido para evitar que el mineral escape o
no sea triturado está determinado por:
Donde:
d
= Diámetro de la partícula
b
= reglaje de los rodillos
Pero de forma experimental y empírica, se
tiene las siguientes ecuaciones, las cuales toman en cuenta además, las
características del material y la velocidad de rotación:
Para minerales
secos (coeficiente de fricción elevado) y velocidad de los cilindros baja
(4-6 m/s)
|
Dcilindro ³
14 Dmax de la roca
|
Para minerales
húmedo (coeficiente de fricción bajo) y velocidad de los cilindros alta (8-10
m/s)
|
Dcilindro ³
33 Dmax de la roca
|
REGLAJE
En los trituradores de cilindros lisos, el
reglaje se define como la distancia existente entre la cara externa de los
cilindros en la línea que une los ejes.
CAPACIDAD
La
capacidad de trituración se la puede calcular a través de la siguiente
expresión:
Donde:
T = Capacidad de la máquina (T/h)
D = Diámetro de los rodillos (m)
n = Velocidad de rotación de los rodillos
(RPM)
b = Reglaje de la maquina (m)
L = Longitud de los cilindros (m)
r
= Densidad Volumétrica del material triturado (T/m3)
El
desarrollo de la anterior ecuación es asumiendo que el material es suministrado
continuamente y la cámara de trituración está llena todo el tiempo. Además asume
que el producto es obtenido en la forma de una continua cascada con un tamaño
igual al reglaje de la máquina.
La
producción real podrá ser determinada en función a un factor de corrección (Rf),
dado por la siguiente expresión:
Donde:
Vp = velocidad periférica del rodillo (m/s)
Q = Capacidad de alimentación (ton/h)
Donde
Rf se define como relación entre el tonelaje real pasando a través
de la trituradora y el tonelaje teórico. En la práctica, el tonelaje real puede
ser un 25% menor que el calculado teóricamente. Cuando la alimentación no es uniforme,
capacidad disminuirá.
Otte
ha modificado la ecuación (1), introduciendo un factor de eficiencia (e), obteniendo la siguiente expresión:
Donde:
ra
= Densidad de alimentación del material (ton/m3)
e
= Factor de eficiencia el cual varía entre 0.15 a 0.30, dependiendo del reglaje
y tamaño de
la roca a triturarse
POTENCIA
La
potencia aproximada que consume una maquina de trituración por rodillos, puede
ser calculado a través del uso del Índice de Trabajo de Bond para máquinas
trituradoras, la cual estará dado por:
Donde:
W = Consumo
Específico de Energía, Kwh/ton molida.
F80 = Tamaño 80%
pasante en la alimentación, µm.
P80 = Tamaño 80%
pasante en el producto, µm.
Wi = Índice
de Trabajo de Bond, indicador de la Tenacidad del mineral, Kwh/ton. (Valores
teóricos del índice se indican en el anexo 1)
La
potencia total en kW, será determinado por:
Donde:
Pot = Potencia Total
Requerida, kW
Q = Flujo o capacidad
de operación de la trituradora, ton/h
La
potencia útil en el motor estará dado por:
Este
tipo de máquinas están constituidas básicamente por un cilindro dentado y una
mandíbula estacionaria que es soportada por el bastidor que forma el chasis del
equipo (ver figura 2)
Figura 2 – Trituradora
de rodillo único
Al
girar el cilindro, éste engancha o sujeta al mineral y lo tritura contra la mandíbula,
pasando los fragmentos cuando alcanzan la dimensión de separación entre
cilindro dentado y mandíbula. La mandíbula estará protegida con placas
anti-desgaste de acero al manganeso y acanaladas. La mandíbula es regulable
para ajustar su posición con respecto al cilindro y dispone de un sistema de
seguridad antiintriturables.
La
razón de reducción de estas máquinas es de (4-6):1.
En
trituración primaria, admiten tamaños de bloque próximos a los 1500 mm y
proporcionan tamaños comprendidos entre los 80-300 mm (según equipo).
Son
equipos aptos para materiales friables no muy duros, materiales blandos,
húmedos y pegajosos no abrasivos: carbón, fosfatos, caliza, sales, esquistos y
material de escombro.
Suelen
emplearse en trituración primaria de materiales blandos o de dureza media.
DIAMETRO
DEL CILINDRO
La determinación del diámetro de los cilindros
es muy similar a aquellos estudiados anteriormente y viene dado en función del
tamaño máximo del bloque que hay que triturar (Dmáx.).
Materiales de dureza media
|
Dcilindro = 2 Dmax de la
roca
|
Materiales blandos
|
Dcilindro = 1.5 Dmax de la
roca
|
Los fabricantes suministran tablas y gráficos
para la elección de la máquina que más adecuadamente se ajuste a nuestro
proyecto.
REGLAJE
En los trituradores de cilindros lisos, el
reglaje nos lo define la distancia existente entre la cara externa del cilindro
y el punto mar cercano a la placa de la mandíbula, mientras que en las dentadas
estará determinada entre el extremo del diente y el punto más cercano a la
placa de la mandíbula.
CAPACIDAD
Y POTENCIA
La capacidad y potencia del triturador podrá
ser calculado, dependiendo si el cilindro es liso o con dientes, para lo cual
bastara con utilizar aquellas ecuaciones definidas en los puntos anteriores,
según sea el caso.
- Manual Tecnológico del Cemento - Ing. Walter H. Duda
- http://ocw.bib.upct.es/pluginfile.php/5545/mod_resource/content/1/Tema_3_-_Reduccion_de_Tamano-Trituracion.pdf.
- http://www6.uniovi.es/usr/fblanco/Leccion12.CEMENTOS.TrituracionMateriasPrimas.pdf
- SME Mining Engineering Handbook – 2nd Edition Volume 1
- Mineral Processing Design and Operation: An Introduction – Ashok Gupta, Denis Yan
ANEXO 1
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VALORES
DEL INDICE DE BOND
Material
|
Wi
|
Material
|
Wi
|
|
Andesita
|
22.13
|
Hidróxido de potasio
|
8.23
|
|
Arcilla
|
7.10
|
Limonita
|
13.11
|
|
Arcilla cocida
|
1.43
|
Magnesita quemada
|
16.80
|
|
Arenisca
|
11.53
|
Materia prima p/cemento
|
10.57
|
|
Arena de sílice
|
16.46
|
Mica
|
134.50
|
|
Azulejo
|
15.53
|
Mineral de cobre
|
13.13
|
|
Baritina
|
6.24
|
Mineral de Cromo
|
9.60
|
|
Basalto
|
20.41
|
Mineral de espodumeno
|
13.70
|
|
Bauxita
|
9.45
|
Mineral de estaño
|
10.81
|
|
Caliza
|
11.61
|
Mineral de hierro
|
15.44
|
|
Caliza para cemento
|
10.18
|
Mineral de manganeso
|
12.46
|
|
Carbón
|
11.37
|
Mineral de molibdeno
|
12.97
|
|
Carburo de silicio
|
26.17
|
Mineral de níquel
|
11.80
|
|
Cianita
|
18.87
|
Mineral de oro
|
14.83
|
|
Clinker de cemento
|
13.49
|
Mineral de Pirita
|
8.90
|
|
Coque
|
20.70
|
Mineral de pirrotita
|
9.58
|
|
Coque, petróleo
|
73.80
|
Mineral de plata
|
17.30
|
|
Coral
|
10.16
|
Mineral de plomo
|
11.40
|
|
Cuarzo
|
12.77
|
Mineral de potasa
|
8.88
|
|
Cuarcita
|
12.18
|
Mineral de Rutilo
|
12.12
|
|
Diorita
|
19.40
|
Mineral de titanio
|
11.88
|
|
Dolomita
|
11.31
|
Mineral de uranio
|
17.93
|
|
Escoria
|
15.76
|
Mineral de Zinc
|
12.42
|
|
Escoria de fundición
|
12.16
|
Mineral de zinc-plomo
|
11.30
|
|
Esmeril
|
58.18
|
Oolitos
|
11.33
|
|
Esquisto
|
16.40
|
Limonita
|
8.45
|
|
Esquistos Bituminoso
|
18.10
|
Magnetita
|
10.21
|
|
Feldespato
|
11.67
|
Pedernal
|
26.16
|
|
Ferrocromo
|
8.87
|
Pizarra
|
13.83
|
|
Ferromanganeso
|
7.77
|
Pumice
|
11.93
|
|
Ferrosilicio
|
12.83
|
Roca de Yeso
|
8.16
|
|
Fertilizantes fosfatados
|
13.03
|
Roca fosfatada
|
10.13
|
|
Fluorita
|
9.76
|
Sienita
|
14.90
|
|
Galena
|
10.19
|
Silicato de sodio
|
13.00
|
|
Gabro
|
18.45
|
Sílice
|
13.53
|
|
Gneis
|
20.13
|
Sintetizado
|
8.77
|
|
Grafito
|
45.03
|
Taconita
|
14.87
|
|
Granate
|
12.37
|
Trapp
|
21.10
|
|
Granito
|
14.39
|
Vidrio
|
3.08
|
|
Grava
|
25.17
|
Promedio todos los minerales
|
13.81
|
|
Hematita
|
12.68
|
|||
Hematita especular
|
15.40
|
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